大专本科分析化学第十一章 紫外-可见分光光度法
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紫外可见分光光度法解析课件
即 T= It/I0
吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示，即 A=lg1/T=lgI0/It
二、朗伯-比尔定律 当一束平行单色光通过含有吸光物质的
稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、 液层厚度乘积成正比，即
A= E cl 式中比例常数E为吸光系数，与吸光物质 的本性，入射光波长及温度等因素有关。c为 吸光物质浓度，l为透光液层厚度。
2. 使用 仪器自检结束后（7个自检项目均出现
OK字样），按[MAIN MENU]键（主 菜单），屏幕显示如下5个功能项： 1. Phtometry（定量运算）；2. Wavelength Scan（波长扫描模式）；3. Time Scan （时间曲线扫描）；4. System（系统校 正）；5. Data display（光度直接测量 模式）。根据需要测量的实验项目按相
朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理 论基础。
A lg 1 lg I0 ECL TI
式中，A为吸光度，T为透光率，I0、I分别为入射光
和透过光的强度；E为吸光系数，当c用物质的量浓 度表示，L用厘米表示，用ε代替E，称为摩尔吸光 系数，单位为（L·mol-1·cm-1）；当c用百分浓度 （g/100mL），L用厘米表示时，用E1cm1%表示E，称 为比吸光系数。它们的关系如下：
4.4 如果仪器不能初始化，关机重启。
4.5 如果吸收值异常，依次检查：波长设 置是否正确（重新调整波长，并重新调 零）、测量时是否调零（如被误操作，重 新调零）、比色皿是否用错（测定紫外波 段时，要用石英比色皿）、样品准备是否 有误（如有误，重新准备样品）。
2 标准对比法
即将待测溶液与某一标样溶液，在相同 的条件下，测定各自的吸光度，建立朗伯比尔定律，解方程求出未知样浓度与含量。
吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示，即 A=lg1/T=lgI0/It
二、朗伯-比尔定律 当一束平行单色光通过含有吸光物质的
稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、 液层厚度乘积成正比，即
A= E cl 式中比例常数E为吸光系数，与吸光物质 的本性，入射光波长及温度等因素有关。c为 吸光物质浓度，l为透光液层厚度。
2. 使用 仪器自检结束后（7个自检项目均出现
OK字样），按[MAIN MENU]键（主 菜单），屏幕显示如下5个功能项： 1. Phtometry（定量运算）；2. Wavelength Scan（波长扫描模式）；3. Time Scan （时间曲线扫描）；4. System（系统校 正）；5. Data display（光度直接测量 模式）。根据需要测量的实验项目按相
朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理 论基础。
A lg 1 lg I0 ECL TI
式中，A为吸光度，T为透光率，I0、I分别为入射光
和透过光的强度；E为吸光系数，当c用物质的量浓 度表示，L用厘米表示，用ε代替E，称为摩尔吸光 系数，单位为（L·mol-1·cm-1）；当c用百分浓度 （g/100mL），L用厘米表示时，用E1cm1%表示E，称 为比吸光系数。它们的关系如下：
4.4 如果仪器不能初始化，关机重启。
4.5 如果吸收值异常，依次检查：波长设 置是否正确（重新调整波长，并重新调 零）、测量时是否调零（如被误操作，重 新调零）、比色皿是否用错（测定紫外波 段时，要用石英比色皿）、样品准备是否 有误（如有误，重新准备样品）。
2 标准对比法
即将待测溶液与某一标样溶液，在相同 的条件下，测定各自的吸光度，建立朗伯比尔定律，解方程求出未知样浓度与含量。
第十一章紫外-可见分光光度法-A_分析化学
•
•
三、相关的基本概念
1．吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以λ~A作图 next 2．吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ跃迁产生
图示
back
续前
3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团 具n 电子和π电子的基团 产生n→ π*跃迁和π→ π*跃迁 跃迁E较低 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—
单色器
样品池
记录装置
检测器
第二节
紫外-可见吸收光谱
一、紫外-可见吸收光谱的产生 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念 四、吸收带类型和影响因素
一、紫外-可见吸收光谱的产生
1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起
能级：电子能级、振动能级、转动能级 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
5．红移和蓝移： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基） 或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移） 吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）
6．增色效应和减色效应 增色效应：吸收强度增强的效应 减色效应：吸收强度减小的效应 7．强带和弱带： εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带
图示
back
图示
back
2. n → σ*跃迁：
3. π→ π*跃迁：
4. n→ π*跃迁：
图示
续前
注：
紫外光谱电子跃迁类型 ： n—π*跃迁 π—π*跃迁 饱和化合物无紫外吸收 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系 根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型； 根据吸收谱带波长和电子跃迁类型 →推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）
紫外-可见分光光度法 PPT课件
若化合物在某波长处有强的吸收峰，而所含杂质在该波长处 无吸收或吸收很弱，则化合物的吸光系数将降低，若杂质在
该波长有比此化合物更强的吸收，将会使化合物的吸光系数
增大，且会使化合物的吸收光谱变形。（举一个间接的例子
吧，前一段时间快检车抽到一批吗叮啉，红外快检认定是假
药，送到所里以后，我们用薄层法做了一下，发现样品也显
百分吸收系数 377
吸收度值 277nm 0.461
0.461×0.2609×100.00×200.00
含量=-----------------------------------×100%=96.97%
377×0.0658×5.00×0.2×100
二、多组分定量测定 解线性方程组法 等吸收双波长消去法 系数倍率法 导数光谱法
面神经麻痹的病理变化早期主要为面神经水肿髓鞘和轴突有不同程度的变性以在茎乳突孔和面神经管内的部分尤为显著w五测定时除另有规定外应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照测定吸光度实际上是透光率而在测定光强弱时不只是由于被测物质的吸收所致还有溶剂和容器的吸收光的色散和界面反射等因素都可使透射光减弱用空白对照可排除这些因素的干扰
由上图可以看出吸收光谱的特征： ⑴曲线上“A”处称最大吸收峰，它所对应的波长称 最大吸收波长，以λmax表示。 ⑵曲线上“B”处有一谷，称最小吸收，所对应的波 长，称最小吸收波长，以λmin 表示。 ⑶曲线上在最大吸收峰旁边有一小峰“C”，形状像 肩的部位，称肩峰，以λsh表示。
⑷在吸收曲线的波长最短的一端，曲线上“D”处， 吸收相当强，但不成峰形，此处称为末端吸收。
利用物质的吸收光谱进行定量、定性及结构 分析的方法称为吸收光谱分析法。紫外－可 见吸收光谱是一种分子吸收光谱，它是由于 分子中原子的外层电子跃迁而产生的。
紫外可见分光光度法
ΔT =1%, 溶液浓度相对误差Δc/c 与其透光度T 的关系曲线如右图。
由图可见ΔT =1%, T 在20%～ 65%之间时, 浓度相对误差较小, 此为 最佳读数范围。
所以要求选择适宜的吸光度范围 （0.2-0.7）, 以使测量结果的误差最 小。
2024/10/5
措施: （a）控制溶液的浓度；（b） 选择不同厚度的比色
2024/10/5
2
溶液颜色与光吸收的关系
当一束太阳光照射某一溶液时, 太阳光中某一颜色的光 被吸收, 其互补色光透过溶液, 刺激人的眼睛, 使人感觉到它 的颜色。
实例:
1)高锰酸钾吸收绿光显紫 红色；
2)重铬酸钾吸收蓝光显黄 色；
3)邻菲罗啉铁溶液吸收蓝 绿光显红色。
2024/10/5
可见光波长及其互补光
(如国产710型，730型)； 3.双波长双光束分光光度计
(如国产WFZ800-5型）
2024/10/5
20
紫外可见分光光度的使用
2024/10/5
21
2024/10/5
22
721分光光度计操作步骤
➢ 1.预热仪器。为使测定稳定, 将电源开关打开, 使仪器预热20min, 为了防止光电管疲劳, 不要连续光照。预热仪器和不测定时应将比 色皿暗箱盖打开, 使光路切断。
ε: 摩尔吸收系数，单位L·mol -1·cm-1。（讲解78页 例题）
摩尔吸收系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测
定该物质的灵敏度越高。
ε > 105: 超高灵敏；
ε = (6～10）×104 : 高灵敏；
ε < 2×104
: 不灵敏。
2024/10/5
10
吸光度的加和性
由图可见ΔT =1%, T 在20%～ 65%之间时, 浓度相对误差较小, 此为 最佳读数范围。
所以要求选择适宜的吸光度范围 （0.2-0.7）, 以使测量结果的误差最 小。
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措施: （a）控制溶液的浓度；（b） 选择不同厚度的比色
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溶液颜色与光吸收的关系
当一束太阳光照射某一溶液时, 太阳光中某一颜色的光 被吸收, 其互补色光透过溶液, 刺激人的眼睛, 使人感觉到它 的颜色。
实例:
1)高锰酸钾吸收绿光显紫 红色；
2)重铬酸钾吸收蓝光显黄 色；
3)邻菲罗啉铁溶液吸收蓝 绿光显红色。
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可见光波长及其互补光
(如国产710型，730型)； 3.双波长双光束分光光度计
(如国产WFZ800-5型）
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紫外可见分光光度的使用
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721分光光度计操作步骤
➢ 1.预热仪器。为使测定稳定, 将电源开关打开, 使仪器预热20min, 为了防止光电管疲劳, 不要连续光照。预热仪器和不测定时应将比 色皿暗箱盖打开, 使光路切断。
ε: 摩尔吸收系数，单位L·mol -1·cm-1。（讲解78页 例题）
摩尔吸收系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测
定该物质的灵敏度越高。
ε > 105: 超高灵敏；
ε = (6～10）×104 : 高灵敏；
ε < 2×104
: 不灵敏。
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吸光度的加和性
第十一章 紫外-可见分光光度法
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分子中价电子能级及跃迁示意图
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→* →* n→* n→*
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轨道和轨道示意图
+ –+ +++
+
– *
+
+
–
C
C
–
+
+
+
C
C
–
–
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+
–
CC
*
–
+
+
CC
–
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共轭双键的离域作用
４
*
３
*
最高空轨道
E>E →跃迁几率↑→↑ ； E↓→↑
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11.1.2 紫外-可见吸收光谱中的常用术语
• 吸收光谱的特征 • 生色团和助色团 • 红移与蓝(紫)移 • 增色效应和减色效应 • 强带和弱带 强带(strong band) max>104
弱带(weak band) max<102
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吸收光谱(absorption spectrum)的特征
吸收峰 末端吸收A(end abso↓rption)
谷
肩峰(shoulder peak)
↓
吸收峰
↓ 谷
↓
min max sh
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min max λ
第十一章紫外可见分光光度法第十一章紫外
第十一章紫外-可见分光光度法第十一章紫外-可见分光光度法第一节概述1．电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中，根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法，统称为光学分析法。
根据物质与辐射能间作用的性质不同，光学分析法又分为光谱法和非光谱法。
当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。
利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法(spectroscopic analysis)，简称光谱法。
光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。
如按作用物是分子或原子，可分为分子光谱法和原子谱法；物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向)，可分为吸收光谱法和发射光谱法；按辐射源的波长不同，可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。
非光谱分析法是物质受辐射线照射时，改变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。
这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁，如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。
2．物质对光的选择性吸收当辐射能通过某些吸光物质时，物质的原子或分子吸收与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态，这种由物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
几种常用的吸收光谱是：原子吸收光谱、分子吸收光谱、核磁共振光谱等。
各种色光的波长范围在可见光中，紫色光的波长最短能量最大，红色光的波长最长能量最小。
除此之外，波长小于400nm 的光称为紫外光，波长大于760nm 的光称为红外光。
如果适当选配两种颜色的光按一定的强度比例混合，也可以获得白光，则这两种色光称为互补色光。
如图11-1所示，处于直线相连的两种色光互为补色光，如绿色光与紫色光互补，蓝色光与黄色光互补等等。
第二节 基本原理1．吸收光谱光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为激发态，只有当分子红橙黄绿青青蓝蓝紫白光的能量(hν)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(∆E)相等时才能被吸收。
分析化学课件紫外可见光分光光度法
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙 红
互补光 黄绿
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
12
3。物质对光的选择性吸收及吸收曲线
吸收与结构有关。溶液呈现不同的颜色是由溶
液中的质点（离子或分子）对不同波长的光具 有选择性吸收而引起的。当白光通过某一有色 溶液时，该溶液会选择性地吸收某些波长的光 而让未被吸收的光透射过，即溶液呈现透射光 的颜色，亦即呈现的是它吸收光的互补光的颜 色。例如，KMnO4溶液选择吸收了白光中的绿 色(500~560nm)光，与绿色光互补的紫色光因未 被吸收而透过溶液，所以KMnO4溶液呈现紫色 。
一。光的基本性质
光的传播速度: C=λ×ν
c－真空中光速 2.99792458×108m/s
λ－波长，单位 nm
ν－频率，单位：Hz
3
与物质作用 电场向量 Y
Z 磁场向量
X 传播方向
4
光量子，具有能量。
E h
Ehc
h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J·s
－频率
E－光量子具有的能量
max= 660 nm
二聚体
max= 610 nm
(nm) 二聚体的生成 破坏了A与c的 线性关系
28
4 朗伯-比尔定律的分析应用
溶液浓度的测定 A
A＝ bc
A~c
工作曲线法
0.8
0.6
*
0.4
0.2
0
0 1 2 3 4 mg/ml
29
5。吸光度的测量与吸光度的加和性 A = A1 + A2 + … +An
• 消除干扰和吸收池不 匹配引起的误差
45
三。分光光度计的主要部件
紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法1 简述紫外-可见分光光度法是在190-800nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。
定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。
物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。
有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200〜400nm）或可见光区（400〜850nm）产生吸收。
通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为190~900nm。
紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。
朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为:A=log -1=ECL式中A为吸光度；T为透光率；E为吸收系数；C为溶液浓度；L为光路长度。
如溶液的浓度（C）为1%（g/ml），光路长度（L）为lcm，相应的吸光度即为吸收系数以E1%表示。
如溶液的浓度（C）为摩尔浓度（mol/L），光路长度为lcm 1cm时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以表示。
2仪器紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系统和数据处理系统等部分组成。
为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。
单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。
色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200〜400nm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。
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（c）亚甲蓝阳离子溶液 （5.97×10-4 mol/L）
（二） 光学因素
非单色光 • 为了保证透过光的强度对检测器有明显的响应，狭缝就 必须有一定的宽度，这就使分离出来的光，同时包含了 所需波长的光和附近波长的光，即是具有一定波长范围 的光。这一宽度称为谱带宽度。 • 是采用峰值测定的原因。
杂散光
3.B带
• 是芳香族（包括杂芳香族）化合物的特征吸收带。 4.E带
• 也是芳香族的特征吸收峰，由苯环中三个乙烯组成的环状
共轭系统引起的*跃迁所产生,分为E1带（180nm）和 E2带（200nm），均属强吸收。
5.电荷转移吸收带
• 是许多无机物和某些有机物混合而得的分子配合物，在
外来辐射激发下强烈地吸收紫外可见光，从而获得可见 或紫外吸收带。
计算分光光度法 • 计算分光光度法是运用数学、统计学与计算机科学的
方法，通过试验设计与数据的变换和解析，对物质进
行定性定量的方法，属于化学计量学（ Chemometrics ）的范畴。
双波长法 图解法
系数倍率法
三波长法 …… 主成分分析法
数值计算法
信号处理法-卡尔曼滤波法
矩阵解法 导数光谱法 偏最小二乘法 ……
1.吸收峰 2.谷 3.肩峰 4.末端吸收
（二）对比吸光度（吸光系数）的比值
A1 E 1Cl E 1 A2 E 2Cl E 2
举例：UV-Vis法鉴别维生素B12注射液
361nm
278nm 550nm
【鉴别】 • 取含量测定项下的溶液，照紫外可见分光光度法（通则）测 定，在361nm与550nm 的波长处有最大吸收，361nm波长处 的吸光度与550nm波长处的吸光度的比值应为3.15～3.45
的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团 （如–
OH, –X）
• 红移（red shift）：亦称长移，由于化合物的结构改变，
如发生共轭作用，引入助色团以及溶剂改变等，使吸收峰 向长波方向移动。 • 蓝（紫）移（blue shift）：亦称短移，当化合物的结构改 变或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动。
谷（valley）
•
What is UV-Vis spectrophotometry?
•
•
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
I0
I
样品
Absorption
Incoming photon is
① 处于长波长区（～300nm），弱吸收。
② 溶剂极性增强，λmax短移。 ③ 附近有强吸收峰时，R带长移或被掩盖。
2.K带 • 由共轭双键*跃迁所产生的吸收带。
• 特点：
① 一般出现在较短波长区，210～250nm。 ② 为强吸收，εmax＞104 ③ 共轭双键增加，吸收峰长移，强度增加。
•
What is UV-Vis spectrophotometry?
•
•
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
I0
I T=
I I0
透射光强 入射光强
样品
透光率（transmittance, T）
absorbed by the atom
orbital
*orbital
orbital
* orbital n （p） electron
Electronic transitions * * E n anti-bonding * n* * anti-bonding n* non-bonding bonding bonding * >n* *> n*
• 从分光器得到的单色光中，还有一些不在谱带宽度范围内 的与所需波长相隔较远的光，称为杂散光（stray light）。 • 是不用末端吸收的原因。
散射光和反射光 • 吸光质点对入射光有散射作用，入射光在吸收池内外界 面之间通过时又有反射作用。散射光和反射光，都是入 射光谱带宽度内的光，对透射光强度有直接影响。 • 是空白对比补偿的原因。
• 有一化合物在醇溶液中的max为240nm, 其为1.7104 ，分 子量为314.47。试问配制什么样浓度（g/100ml）测定含量 最为合适。
（3.70×10-4～1.29×10-3）
2.讯号噪音 • 讯号噪音亦称讯号散粒噪音。光敏元件受光照射时的电 子迁移，每一单位时间中电子迁移数量是不相等的，而 是在某一均值周围的随机数，形成测量光强时的不确定 性。随机数变动的幅度随光照增强而增大，与光的波长
非平行光
• 通过吸收池的光，一般都不是真正的平行光，倾斜光通 过吸收池的实际光程将比垂直照射的平行光的光程长。 • 这种测量时实际厚度的变异也是同一物质用不同仪器
测定吸光系数时，产生差异的主要原因之一。
（三）透光率测量误差
1.暗噪音（dark noise） • 暗噪音是光电检测器或热检测器与放大电路等各部件的 不确定性引起的，与光讯号无关，可视为一个常量。其 在A为0.2～0.7范围内，造成相对误差较小，为测量最 适宜范围。
（Reference sample）
A标
A样 =
C标 C样
C标·A样 C样=
A标
• 要求：标准溶液的浓度应尽量接近样品浓度
（多组分）样品的定量方法
A Aa Ab Ac (Ea Ca Eb Cb Ec Cc )l
同单组分定量法 Cb=（A-Aa）/Eb 计算分光光度法
n* 200~400nm 较弱 含有杂原子 不饱和基团 丙酮 （max=279nm =10~30）
常用术语 • 生色团（chromophore）：有机化合物分子结构中含有 *或n*跃迁的基团，能在紫外可见光范围内产生 吸收的原子团（如–C=C–） • 助色团（auxochrome）：含有非键电子的杂原子饱和基团， 当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生色团或饱和烃
及光敏元件的品质有关。
• • •
How UV-Vis is applied in quantitative analysis? How UV-Vis is applied in qualitative analysis? UV Spectrophotometer
一、定性鉴别
（一）对比吸收光谱特征数据
6.配位体场吸收带
• 是过渡金属水合离子和显色剂所形成的配合物，吸收适 当波长的可见光（或紫外光），从而获得的吸收带。
O CH 3 C
R带 CH 2 CH CH CH CH2
K带
影响吸收带的因素 1.位阻影响
H
C C H H
C
C H
顺式二苯乙烯
反式二苯乙烯
max ＝ 280nm （10 500）
• 对乙酰氨基酚 • 阿替洛尔 • 青蒿素 • 鱼肝油 • 维生素A、维生素B2、维生素B12 • ……
“In many applications, other techniques could be employed
but none rival UV-Vis spectrophotometry for its simplicity,
1% 表示。 E1cm
M 1% E 10 1cm
（单组分）样品的定量方法 （一） 吸光系数法
（二） 标准曲线法
（三） 对照法
（一）吸光系数法
A= ECl
例
• 维生素B12的水溶液在361nm处的
值是207，盛于1cm
吸收池中，测得溶液的吸光度为0.414，则溶液浓度为： C= A El = 0.414 207×1 = 0.002（g/100ml）
（二）标准曲线法
max
A
200 240 280 320 360 400 440nm
标准曲线 （A=aC+b,r）
A Ax 0
Cx
Concentration
要求 1. r＞0.999 2. n为 5～7 3.待测浓度尽量在标准曲线中间位置
（三）对照法
标准样品
待测样品 （Unknown sample）
计算分光 光度法
数学变换法
正交函数法 褶合光谱法 ……
双波长法
M(混合)
a(待测) 2
A 1
b(干扰)
a b A 1 Hale Waihona Puke A1 A1 b Ab A 2 1
b A2 Aa A 2 2
a a a ΔA A 2 A1 A a A (E E 2 1 2 1 )Ca l
max ＝ 295.5nm （29 000）
二苯乙烯顺反异构体的紫外吸收光谱
2.跨环效应
O C S
3. 溶剂效应
4. pH的影响
•
What is UV-Vis spectrophotometry?
•
•
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
偏离Beer定律的因素
（一） 化学因素
• 溶液中溶质可因浓度改变而有离解、缔合与溶剂间的作 用等原因,而发生偏离Beer定律的现象。对此可控制溶液 浓度、pH等条件而设法减免。
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱
（a）亚甲蓝阳离子溶液
（6.36×10-6 mol/L） （b）亚甲蓝阳离子溶液
（1.27×10-4 mol/L）
versatility, speed, accuracy and cost-effectiveness”. ——Principles of Instrumental Analysis
（二） 光学因素
非单色光 • 为了保证透过光的强度对检测器有明显的响应，狭缝就 必须有一定的宽度，这就使分离出来的光，同时包含了 所需波长的光和附近波长的光，即是具有一定波长范围 的光。这一宽度称为谱带宽度。 • 是采用峰值测定的原因。
杂散光
3.B带
• 是芳香族（包括杂芳香族）化合物的特征吸收带。 4.E带
• 也是芳香族的特征吸收峰，由苯环中三个乙烯组成的环状
共轭系统引起的*跃迁所产生,分为E1带（180nm）和 E2带（200nm），均属强吸收。
5.电荷转移吸收带
• 是许多无机物和某些有机物混合而得的分子配合物，在
外来辐射激发下强烈地吸收紫外可见光，从而获得可见 或紫外吸收带。
计算分光光度法 • 计算分光光度法是运用数学、统计学与计算机科学的
方法，通过试验设计与数据的变换和解析，对物质进
行定性定量的方法，属于化学计量学（ Chemometrics ）的范畴。
双波长法 图解法
系数倍率法
三波长法 …… 主成分分析法
数值计算法
信号处理法-卡尔曼滤波法
矩阵解法 导数光谱法 偏最小二乘法 ……
1.吸收峰 2.谷 3.肩峰 4.末端吸收
（二）对比吸光度（吸光系数）的比值
A1 E 1Cl E 1 A2 E 2Cl E 2
举例：UV-Vis法鉴别维生素B12注射液
361nm
278nm 550nm
【鉴别】 • 取含量测定项下的溶液，照紫外可见分光光度法（通则）测 定，在361nm与550nm 的波长处有最大吸收，361nm波长处 的吸光度与550nm波长处的吸光度的比值应为3.15～3.45
的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增加的基团 （如–
OH, –X）
• 红移（red shift）：亦称长移，由于化合物的结构改变，
如发生共轭作用，引入助色团以及溶剂改变等，使吸收峰 向长波方向移动。 • 蓝（紫）移（blue shift）：亦称短移，当化合物的结构改 变或受溶剂影响使吸收峰向短波方向移动。
谷（valley）
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What is UV-Vis spectrophotometry?
•
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Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
I0
I
样品
Absorption
Incoming photon is
① 处于长波长区（～300nm），弱吸收。
② 溶剂极性增强，λmax短移。 ③ 附近有强吸收峰时，R带长移或被掩盖。
2.K带 • 由共轭双键*跃迁所产生的吸收带。
• 特点：
① 一般出现在较短波长区，210～250nm。 ② 为强吸收，εmax＞104 ③ 共轭双键增加，吸收峰长移，强度增加。
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What is UV-Vis spectrophotometry?
•
•
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
I0
I T=
I I0
透射光强 入射光强
样品
透光率（transmittance, T）
absorbed by the atom
orbital
*orbital
orbital
* orbital n （p） electron
Electronic transitions * * E n anti-bonding * n* * anti-bonding n* non-bonding bonding bonding * >n* *> n*
• 从分光器得到的单色光中，还有一些不在谱带宽度范围内 的与所需波长相隔较远的光，称为杂散光（stray light）。 • 是不用末端吸收的原因。
散射光和反射光 • 吸光质点对入射光有散射作用，入射光在吸收池内外界 面之间通过时又有反射作用。散射光和反射光，都是入 射光谱带宽度内的光，对透射光强度有直接影响。 • 是空白对比补偿的原因。
• 有一化合物在醇溶液中的max为240nm, 其为1.7104 ，分 子量为314.47。试问配制什么样浓度（g/100ml）测定含量 最为合适。
（3.70×10-4～1.29×10-3）
2.讯号噪音 • 讯号噪音亦称讯号散粒噪音。光敏元件受光照射时的电 子迁移，每一单位时间中电子迁移数量是不相等的，而 是在某一均值周围的随机数，形成测量光强时的不确定 性。随机数变动的幅度随光照增强而增大，与光的波长
非平行光
• 通过吸收池的光，一般都不是真正的平行光，倾斜光通 过吸收池的实际光程将比垂直照射的平行光的光程长。 • 这种测量时实际厚度的变异也是同一物质用不同仪器
测定吸光系数时，产生差异的主要原因之一。
（三）透光率测量误差
1.暗噪音（dark noise） • 暗噪音是光电检测器或热检测器与放大电路等各部件的 不确定性引起的，与光讯号无关，可视为一个常量。其 在A为0.2～0.7范围内，造成相对误差较小，为测量最 适宜范围。
（Reference sample）
A标
A样 =
C标 C样
C标·A样 C样=
A标
• 要求：标准溶液的浓度应尽量接近样品浓度
（多组分）样品的定量方法
A Aa Ab Ac (Ea Ca Eb Cb Ec Cc )l
同单组分定量法 Cb=（A-Aa）/Eb 计算分光光度法
n* 200~400nm 较弱 含有杂原子 不饱和基团 丙酮 （max=279nm =10~30）
常用术语 • 生色团（chromophore）：有机化合物分子结构中含有 *或n*跃迁的基团，能在紫外可见光范围内产生 吸收的原子团（如–C=C–） • 助色团（auxochrome）：含有非键电子的杂原子饱和基团， 当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生色团或饱和烃
及光敏元件的品质有关。
• • •
How UV-Vis is applied in quantitative analysis? How UV-Vis is applied in qualitative analysis? UV Spectrophotometer
一、定性鉴别
（一）对比吸收光谱特征数据
6.配位体场吸收带
• 是过渡金属水合离子和显色剂所形成的配合物，吸收适 当波长的可见光（或紫外光），从而获得的吸收带。
O CH 3 C
R带 CH 2 CH CH CH CH2
K带
影响吸收带的因素 1.位阻影响
H
C C H H
C
C H
顺式二苯乙烯
反式二苯乙烯
max ＝ 280nm （10 500）
• 对乙酰氨基酚 • 阿替洛尔 • 青蒿素 • 鱼肝油 • 维生素A、维生素B2、维生素B12 • ……
“In many applications, other techniques could be employed
but none rival UV-Vis spectrophotometry for its simplicity,
1% 表示。 E1cm
M 1% E 10 1cm
（单组分）样品的定量方法 （一） 吸光系数法
（二） 标准曲线法
（三） 对照法
（一）吸光系数法
A= ECl
例
• 维生素B12的水溶液在361nm处的
值是207，盛于1cm
吸收池中，测得溶液的吸光度为0.414，则溶液浓度为： C= A El = 0.414 207×1 = 0.002（g/100ml）
（二）标准曲线法
max
A
200 240 280 320 360 400 440nm
标准曲线 （A=aC+b,r）
A Ax 0
Cx
Concentration
要求 1. r＞0.999 2. n为 5～7 3.待测浓度尽量在标准曲线中间位置
（三）对照法
标准样品
待测样品 （Unknown sample）
计算分光 光度法
数学变换法
正交函数法 褶合光谱法 ……
双波长法
M(混合)
a(待测) 2
A 1
b(干扰)
a b A 1 Hale Waihona Puke A1 A1 b Ab A 2 1
b A2 Aa A 2 2
a a a ΔA A 2 A1 A a A (E E 2 1 2 1 )Ca l
max ＝ 295.5nm （29 000）
二苯乙烯顺反异构体的紫外吸收光谱
2.跨环效应
O C S
3. 溶剂效应
4. pH的影响
•
What is UV-Vis spectrophotometry?
•
•
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
偏离Beer定律的因素
（一） 化学因素
• 溶液中溶质可因浓度改变而有离解、缔合与溶剂间的作 用等原因,而发生偏离Beer定律的现象。对此可控制溶液 浓度、pH等条件而设法减免。
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱
（a）亚甲蓝阳离子溶液
（6.36×10-6 mol/L） （b）亚甲蓝阳离子溶液
（1.27×10-4 mol/L）
versatility, speed, accuracy and cost-effectiveness”. ——Principles of Instrumental Analysis