比尔定律

空白溶液 配制样品的溶剂 参比池 光学性质和厚度相同 样品池 空白溶液 参比池 调节光路 A参 0 ，T 100%
样品溶液 样品池 A样
✓ 注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰
.第三节 紫外分光光度计
dT T lg T
(T lg T )2
lg T 0.434 ，T 36.80% 对应最小的测量误差
大多数分光光度计的T 0.2% ~ 1% 今假设T 0.5% 适宜测量范围 T ：65% ~ 20% 测定结果相对误差较小 A ：0.2 ~ 0.7
续前
2）讯号噪音——与光讯号有关

A

lg T

E1C
l

lg
I 01

I 02 10（E2 E1）Cl I 01 I 02
续前
➢ 讨论： 入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状
E1 E2 A E1C l 成线性关系 E1 E2 A与C不成线性关系，偏离Beer定律 （E2 E1） A与C偏离线性关系越严重 ➢ 结论： • 选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑） • 选λmax作为测定波长（ΔE↓，S↑且成线性）
或 T 10A 10ECl
E：吸光系数
➢ 讨论： 1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提） ➢ 入射光为单色光 ➢ 溶液是稀溶液 2．该定律适用于固体、液体和气体样品 3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性 ✓ 应用：多组分测定
A总 Aa Ab Ac
二、吸光系数
即
A=lg1/T=lgI0/It
A值越大，表明物质对光的吸收越大。
一、Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律
➢ 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
Lamber定律：A l Beer定律：A C
假设一束平行单色光通过一个吸光物体
入射光强为 I0 透过光强为 I 物体截面为 S 厚度为 l 吸光质点数为 n
续前
❖ 取物体中一极薄层
设入射光强为 I x 薄层的吸光质点数为 dn 不让光子通过的面积为 dS k dn 光子通过薄层被吸收的 几率 dS k dn
SS 透过薄层减弱的光强为 dI x
dI x k dn
Ix
S
I dI x n k dS
I0 I x
4．非平行光的影响：
➢ 使光程↑，A↑，吸收光谱变形
（二）化学因素
❖ Beer定律适用的另一个前提：稀溶液 ❖ 浓度过高会使C与A关系偏离定律
四、透光率的测量误差——ΔT
A lg T E C l C A 1 E l E l lg T
浓度的相对误差 C 0.434T C T lg T
紫外可见分光光度法中，
跃迁是发生在含有
杂原子的不饱和化合物中，其吸收峰随溶剂极性增
加而向
移动，即产生
。
（ ）吸光系数是物质的特征常数，故同一物质在任 一波长下吸光系数相同。
（ ）吸光物质分子具有各种类型的电子跃迁，均能 在在紫外—可见吸收光谱中反映出来。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
A 乙醇 B 正庚烷 C 环己烷 D 苯甲醛 E 甲烷
❖ 光量子的能量正比于辐射的 （ ） A 频率 B 波长 C 波数 D 传播速度 E 周期
❖ 下面五种化合物中， 跃迁所需能量最大者是（ ） A 1，4戊二烯 B 1，3丁二烯 C 1，3环己二烯 D 1，3，5己三烯
某溶液符合朗伯－比尔定律，稀释之后，其紫外 可见光谱的吸收峰将（ ）。 A.向短波方向移动 B.不移动，但峰高值增大 C.向长波方向移动 D. 不移动，但峰高值减小 E. 峰的位置和峰高值都不变
一、主要部件的性能与作用
基本结构:
光源→单色器→吸收池→检测器→信号显示系统
↑
样 品
1．光源： 钨灯或卤钨灯——可见光源 350~1000nm
氢灯或氘灯——紫外光源 150~4000nm
2．单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件
棱镜——对不同波长的光折射率不同
色散元件
分出光波长不等距
光栅——衍射和干涉
分出光波长等距
续前
3．吸收池：
玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区 ✓ 要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致）
4．检测器：将光信号转变为电信号的装置
光电池 光电管 光电倍增管 二极管阵列检测器
5．记录装置：讯号处理和显示系统
二、类型：
1．单光束分光光度计：
3．双波长分光光度计 国产WFZ800-5型、岛津UV-260型、UV-265型等。
续前
3．双波长分光光度计
✓ 特点： • 利用吸光度差值定量 • 消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
三、分光光度计的校正和检验
1.波长校正 2.吸光度校正 3.杂散光的检验 4.稳定性的检验
习题
❖ 下化合物中，可用紫外可见分光光度法直接测定含量的是 （）
✓ 要使测定的相对误差Δc/c最小，求导取极小值，得出： lgT=-0.4343=A
即当A=0.4343时，吸光度测量误差最小 ✓ 影响测定结果的相对误差两个因素： T和ΔT
➢ ΔT影响因素：仪器噪音 1）暗噪音 2）讯号噪音
续前
1）暗噪音——与检测器和放大电路不确切性有关
与光讯号无关
d (0.434T ) 0.434T (0.434 lg T ) 0
续前
2．杂散光的影响：
➢ 杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度 范围内，与所选波长相距较远
➢ 杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成 ➢ 杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值
3．反射光和散色光的影响：
➢ 反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光 直接对T产生影响
➢ 散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形 注：一般可用空白对比校正消除
0S
ln I k n lg I E n
I0
S
I0
S
由S V 和n V C n l C
l
S
续前
Lamber Beer定律表达式 lg I E C l I0
透光率 T I I0
吸光度 A lg T E C l
表明测量误差较小的范围 一直可延至较高吸光度区， 对测定有利
续前
五、吸光度测量的条件选择：
1）测量波长的选择：
max Amax 测定灵敏度高
max左右 较小的A
E A C l

须在m a x下测定
2）吸光度读数范围的选择： 选A=0.2~0.7 3）参比溶液(空白溶液)的选择：
E C l I
I0
10 ECl
又 T I1 I 2 I 01 10 E1Cl I 02 10 E2Cl
I01 I 02
I 01 I 02
10 E1Cl I 01 I 02 10（E2 E1）Cl I 01 I 02
❖ 1、 朗伯—比尔定律的适用条件是 和
；
❖ 2、 吸光系数与
有关。
❖ 3、
至
nm是紫外一可见波长，其吸收光
谱属于
光谱。
❖ 4、 一般测量吸光度A的值在
范围，吸光度
与透射率的关系是
紫外分光光度法中，偏离
比耳定律的主要原因有
和
。
安络血的分子量为236，将其配成 0.4962mg/100ml浓度，在λmax=355nm处 于1cm 吸收池中测得其A =0.557,求安络血 的 百分吸光系数和摩尔吸光系数？
三、偏离Beer定律的因素
A ECl
❖ 依据Beer定律，A与C关系应为 经过原点的直线
❖ 偏离Beer定律的主要因素表现 为
以下两个方面 ✓ （一）光学因素 ✓ （二）化学因素
（一）光学因素
1．非单色光的影响： ✓ Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光
❖ 照射物质的光经单色器分光后 并非真正单色光
第二节 基本原理
一、Lamber-Beer定律 二、吸光系数 三、偏离Beer定律的因素 四、透光率的测量误差
透光度：transmittance 为透过光的强度It与入射光强 度I0之比，用T表示：
即
T= It/I0
T值越大，表示物质对光吸收的越小。
吸光度: absorbance 为透光度倒数的对数，用A表示：
某溶液符合Lambert-Beer 定律，若只改变入射 光波长则（ ）发生改变。
A.吸光度
B. 百分吸光系数
C. 吸收峰高度
D. 吸收峰位置
某有色溶液符合朗伯-比尔定律，当浓度为C时 测得透光率为16﹪若其它条件不变，浓度稀释 至1/2 C时，透光率为（ ）。
A 8﹪ B 16﹪ C 32﹪ D 40﹪ E 80﹪
2）百分含量吸光系数 / 比吸光系数： 在一定λ下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度
3）两者关系


M 10

E11c%m
❖ 氯霉素的水溶液在278 nm处有吸收峰，设用纯 品配制100ml含2.00mg 的溶液以1cm 比色池 于278nm处测得透光率T=24.3% 求：其百分 吸光系数及其摩尔吸光系数？（Mr=323.15）
❖ 其波长宽度由入射狭缝的宽度 和棱镜或光栅的分辨率决定
❖ 为了保证透过光对检测器的响 应，必须保证一定的狭缝宽度 这就使分离出来的光具一定的 谱带宽度
续前
设入射光由波长为1和2的光组成
入射光光强分别为 I 01和I 02 对应的透过光光强分别为I1和I 2

A lg T
lg
I I0
✓ 特点： • 使用时来回拉动吸收
池 →移动误差 • 比色池配对
• 国 产 722 、 751 型 、 XG-125 型 、 英 国 SP500 型 和 伯 克 曼 DU-8型等。
续前
2．双光束分光光度计：
✓ 特点： • 不用拉动吸收池，可以减小移动误差 • 可以自动扫描吸收光谱 • 国产710型、730型、740型、日立UV-340型
1．吸光系数的物理意义： 单位浓度、单位厚度的吸光度
E A Cl
➢在指定条件(单色光、溶剂、温度）下E是物质的 特征常数，表明物质对某一特定波长光的吸收能力。
➢可作为定性、定量的依据。
➢由于浓度单位不同它有两种表示方法。
续前
2．吸光系数两种表示法： 1）摩尔吸光系数ε (EM)。 ： 在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度