紫外分光光度法计算
紫外分光光度法和荧光分析法
1 Beer-Lambort 定律A=log T =Ecl *A为吸收度；
*T为透光率； *E为吸收系数（以 E *c为溶液浓度； *l为样品总厚度。
1% 1cm
表示，溶液浓度为1%（g/ml），厚度为1cm时的吸光度值）
适用条件：入射光为单色光 溶液是稀溶液 固体、 液体和气体样品在同一波长 下，各组分吸光度具有加和性
吸收光谱
10-4-10-7g/ml
选择性
高
一般
应用
硫色素荧光法测定维生素B1
维生素B1 在碱性溶液中被铁氰化钾氧化成硫色素，在紫（365nm）
照射下呈蓝色荧光（435nm）通过与对照品荧光强度比较。即可测得供试 品含量（课本260页）
荧光分光光度法测定维生素E
采用同步荧光扫描法测定血清中维生素E，有效的消除溶剂拉曼 光谱的干扰，提高灵敏度和准确性。（课本277页）
双波长分光光度法
不需空白溶液作参比；但需要两个单色器获得两
束单色光(λ1和λ2)；以参比波长λ1处的吸光度Aλ1 作为参比，来消除干扰。在分析浑浊或背景吸收 较大的复杂试样时显示出很大的优越性。灵敏度、 选择性、测量精密度等方面都比单波长法有所提 高。 ΔＡ＝A λ2 －A λ1 ＝（ελ2 －ελ1 ) b c 两波长处测得的吸光度差值ΔＡ与待测组分浓度 成正比 （例子：课本366页）
其他
卡尔曼滤波法
偏最小二乘法 小波变换
三波长分光光度法
系数倍率法
……
原理 与紫外-可见法异同点
应用
原理
荧光 — 分子吸收电磁波后，从其最低激发 态重新发射紫外线或可见光的现象 利用某些物质被一定波长的光照射后所产 生的，能够反映该物质特性的荧光来进行 定性定量的分析方法——荧光分析法。
1.紫外分光光度法测定未知样含量-方案+公式+图
紫外分光光度法测定未知样含量(含方案、公式、标准误吸收光谱图)1.仪器1.1紫外可见分光光度计(T6型)；1.2石英吸收池(1cm)：2只；1.3比色管（50mL）10支；1.4吸量管5mL：2支。
2.试剂2.1苯甲酸标准溶液(0.1mg/mL)；2.2未知液：浓度约为40～60ug/mL。
3.实验操作3.1吸收曲线的绘制3.1.1标准苯甲酸吸收曲线绘制在一支50mL比色管中由2.1配制成浓度为0～10ug/mL范围内的溶液，以水定容，并摇匀。
于波长200～350nm范围内每间隔10nm测定一次吸光度，在最大吸收波长附近间隔5 nm测定一次测定吸光度，再次根据最大吸收波长，附近间隔1 nm测定一次吸光度，绘制吸收曲线，从曲线上确定苯甲酸的最大吸收波长（作为定量测定波长）。
附图：苯甲酸的吸收曲线。
3.1.2标准水杨酸吸收曲线绘制在一支50mL比色管中由2.1配制成浓度为0～10ug/mL范围内的溶液，以水定容，并摇匀。
于波长200～350nm范围内每间隔10nm测定一次吸光度，在最大吸收波长附近间隔5 nm测定一次吸光度，再次根据最大吸收波长附近，间隔1 nm测定一次吸光度，绘制吸收曲线，从曲线上确定水杨酸的最大吸收波长（作为定量测定波长）。
附图：水杨酸吸收曲线。
3.1.3未知液吸收曲线的绘制准确吸取含苯甲酸的未知液若干体积（5mL）于一支50mL比色管中，以水定容并摇匀。
以蒸馏水为参比，于波长200～350nm范围内每间隔10nm测定一次吸光度，在最大吸收波长附近间隔5 nm测定一次吸光度，再次根据最大吸收波长，附近间隔1 nm测定一次吸光度，绘制吸收曲线。
（观察3.1.1和3.1.2各自所得吸收曲线有什么相同之处？这说明了什么问题？对于一个未知样品如何利用分光光度法进行定性？）附图：未知液的吸收曲线。
3.2吸收池配套性检查石英吸收池装蒸馏水，于定量测定波长处，以一个吸收池为参比，测定并记录另一吸收池的吸光度（其偏差应小于0.5%，可配成一套使用，否则更换）作为校正值。
紫外可见分光光度法
光子能量与它的频率成正比，与波长成 反比，与光强度无关。光的波长越短
（频率越高），其能量越大。
单色光： 同一波长的光称为单色光； 复合光： 不同波长的光组成的光称为复合光； 可见光： 凡是被肉眼感受到的光称为可见光； 波长范围为400-780nm
复合光
单色光
物质颜色的产生
固体
反射蓝色光 吸收黄色光
互补色
液体
透过紫色光 吸收绿色光
二、 物质对光的选择性吸收
M + h 基态 E0 （△E） M* 激发态 E1
E1
激发态
E2
E = E1 - E0 = h =h c/λ λ=hc/ E
物质对光选择性吸收
E0
基态
E
例题
某分子中两个电子能级之间的能级差为1eV， 若要电子在两个能级之间发生跃迁，需要
是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外-可 见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接后，增强生色团的 生色能力，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。 助色团为含有未共用电子对的杂原子基团：-OH、-Cl、-Br
C.红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带常
常因引入取代基或改变溶剂使
最大吸收波长λmax和吸收强度 发生变化:
π→π*跃迁的λmax为170nm 。
（4）n→π*跃迁：分子中孤对电子和π键同 时存在时发生n→π＊ 跃迁。丙酮n→π＊ 跃迁的λmax为275nm。
（5）电荷迁移跃迁：分子本身具有电子给予
体和电子接受部分，外来辐射照射，电子从
具有给予体特性的部分转移到具有电子接受
体特性的部分所发生的跃迁。其谱带较宽，
思考
1、庚烷、环己烷等烷烃在200-400nm内有无吸收？
第十章 紫外可见分光光度法
如果用△ E电子，△ E振动以及△E转动表示各能级 差，则：
E电 E振 E转
能级差 E h h c
由分子中的电子能级、振动能级和转动能级跃迁产 生的光谱称分子吸收光谱。
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及电子能级、振动能级和转动
能级三种跃迁能级，
E电 E振 E转
对应的波谱区范围如下：
吸收曲线与最大吸收波长 max
①同一种物质对不同波长光的吸光度 不同。如KMnO4在400nm吸收少， 在525nm吸收最大，吸光度最大处 对应的波长称为最大吸收波长λmax ②不同浓度的同一种物质，其吸收曲 线形状相似,λmax不变。而对于不同 物质，它们的吸收曲线形状和λmax 则不同。 ③吸收曲线可以提供物质的结构信息，
电子的基团。 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N— 注：当出现几个生色团共轭，则几个生色团所产生的
吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个生色团的吸收波长长，强度也增强。
下面为某些常见生色团的吸收光谱
生色团 烯 炔 羧基 酰胺基 羰基 偶氮基 硝基 亚硝基 硝酸酯
溶剂 正庚烷 正庚烷 乙醇 水 正己烷 乙醇 异辛酯 乙醚
称最小吸收波长(λmin) 。
3.肩峰:在一个吸收峰旁边 产生的一个曲折。 4.末端吸收:只在图谱短波 呈现强吸收而不成峰形的
部分。
5. 生色团
所谓生色团，是指有机化合物分子结构中含有p -
p*和n-p*中跃迁的基团,即能在紫外-可见光范围内产 生吸收的原子团。 对有机化合物：主要为具有不饱和键和未成对
概述
一、紫外-可见分光光度法：是研究物质在紫外可见光区(200 ~ 800 nm)分子吸收光谱的分析方 法。
可见光区 400~760nm；紫外光区200~400nm。 二.紫外—可见分光光度法的特点 （1）灵敏度较高：灵敏度可达10-5~10-7g/mL （2）选择性较好：多组分共存溶液中，无需化学
紫外分光光度法
二.鉴别及检查: 按各该品种项下的规定，测定供试品
溶液在有关波长处的最大及最小吸收，有 的并须测定其各最大吸收峰值或最大吸收 与最小吸收的比值，均应符合规定。
三.含量测定:
1.对照品比较法 : 按各该品种项下规定的方法，分别配制供
试品溶液和对照品溶液，对照品溶液中所含被 测成分的量应为供试品溶液中被测成分标示量 的（100士10）％以内，用同一溶剂，在规定的 波长处测定供试品溶液和对照品溶液的吸收度。
供试品溶液配制：取本品20片，精密称定，研细， 精密称取约相当于多潘立酮10mg的量，置50ml量 瓶中，加水5ml，振摇，加异丙醇25 ml，置水浴上 加热10分钟并时时振摇使溶解，放冷，加异丙醇稀 释至刻度，摇匀，精密量取5 ml，置50 ml量瓶中， 加异丙醇至刻度, 振摇。
第七节 检验记录单内容
紫外－可见分光光度计的校正
波长校正－用汞灯、氘灯、钬玻璃 吸光度准确度－用重铬酸钾的硫酸溶液 杂散光检查－1%碘化钠溶液、5%亚硝
酸钠溶液
第四节 样品测定操作方法
一.吸收系数测定（性状项下）: 按各该品种项下规定的方法配制供试
品溶液，在规定的波长测定其吸收度，并 计算吸收系数，应符合规定范围。
7 .测定时除另有规定者外，应在规定的吸 收峰±2nm处，再多测几个点的吸光度， 以核对供试品的吸收峰位置是否正确， 并以吸光度最大的波长作为测定波长。 除另有规定外吸光度最大波长应在该品 种项下规定的波长±２nm以内，否则应 考虑试样的同一性、纯度以及仪器波长 的准确度。
第七节 检验记录单内容
第五节 注意事项
1.试验中所用的量瓶，移液管均应经检定校正、洗 净后使用。
2.使用的石英吸收池必须洁净。吸收池在测定样品 溶液前必须加以校正。 取吸收池时，手指拿毛玻璃面的两侧。装盛样品 溶液以池体积的4／5为度。 使用挥发性溶液时应加盖。吸收池透光面要用擦 镜纸由上而下擦拭干净，检视应无残留溶剂。
紫外分光光度法计算
紫外分光光度法计算紫外分光光度法（UV-Vis spectrophotometry）是一种常见的分析方法，广泛应用于化学、生化和环境领域。
它利用物质对紫外光和可见光的吸收特性，通过测量吸光度来确定物质的浓度。
下面将详细介绍紫外分光光度法的原理、仪器和具体步骤。
原理：紫外分光光度法基于物质分子的电子跃迁过程。
当物质受到紫外光或可见光的照射时，能级较低的电子会吸收光子的能量，跃迁至较高的能级。
物质的吸收特性取决于它的分子结构以及电子能级的分布。
吸光度（A）定义为样品溶液中吸收光的强度与入射光的强度之比，可以表示为A=log(I₀/I)。
仪器：紫外分光光度法所使用的仪器称为紫外可见分光光度计，包含一个光源，一个单色仪、一个样品室和一个光电二极管。
光源会产生连续的电磁辐射，单色仪可以选择所需的波长，并将光传递到样品室。
样品室包含待测样品的池，光会穿过样品后被光电二极管接收，然后转化为电信号并输出到计算机上进行处理。
步骤：1.准备样品溶液。
将待测物质溶解或稀释到合适的浓度。
溶液的量应足够填满样品池。
2.扫描选取波长范围。
根据样品的吸收特性，选择合适的波长范围进行扫描。
典型的波长范围为190 nm至800 nm，在可见光和紫外光区域进行扫描。
3.仪器的校准。
对仪器进行校准操作，通常使用空白试剂（不含待测物质的溶剂）进行校准。
将空白试剂放入样品室并设置为零点，此时光电二极管输出的电信号为零。
4.测量样品的吸光度。
将样品溶液放入样品池中，确保样品表面光滑平整。
选择合适的波长，将光源打开并扫描整个波长范围。
仪器会逐个记录每个波长对应的光电二极管输出的电信号。
通过计算光电二极管输出电信号与校准信号的比值，可以得到每个波长对应的吸光度。
5.绘制吸光度和波长之间的关系曲线。
将所测得的吸光度值绘制成图表，横轴为波长，纵轴为吸光度。
这个曲线被称为吸光度谱，可以帮助确定样品的吸收峰和最大吸收波长。
6.计算浓度。
利用兰伯特-比尔定律，即A=εlc，其中A表示吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程长度，c为溶液的浓度。
紫外分光光度法原理
紫外分光光度法原理，使用范围，仪器的校正，测定方法和注意事项紫外分光光度法一、原理可见光、紫外线照射某些物质，主要是由于物质分子中价电子能级跃迁对辐射的吸收，而产生化合物的可见紫外吸收光谱。
基于物质对光的选择性吸收的特性而建立分光光度法或称吸收光谱法的分析方法。
它是以朗伯──比耳定律为基础。
1朗伯—比耳定律 A = lg—- = ECLT式中 A为吸收度；T为透光率；E为吸收系数，采用的表示方法是（E１％１ｃｍ），其物理意义为当溶液浓度为1%（g/ml），液层厚度为1cm时的吸收度数值；C为100ml溶液中所含被测物质的重量（按干燥品或无水物计算），g； L为液层厚度，cm。
二、使用范围凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物，根据在特定吸收波长处所测得的吸收度，可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定。
三、仪器可见-紫外分光光度计。
其应用波长范围为200～400nm的紫外光区、400～850nm的可见光区。
主要由辐射源（光源）、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。
本仪器是根据相对测量的原理工作的，即先选定某一溶剂（或空气、试样）作为标准（空白或称参比）溶液，并认为它的透光率为100％（或吸收度为0），而被测的试样透光率（或吸收度）是相对于标准溶液而言，实际上就是由出射狭缝射出的单色光，分别通过被测试样和标准溶液，这两个光能量之比值，就是在一定波长下对于被测试样的透光率（或吸收度）。
本仪器可精密测定具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物、有色物质或在适当条件下能与某些试剂作用生成有色物的物质。
使用前应校正测定波长并按仪器说明书进行操作。
四、仪器的校正1.波长的准确度试验以仪器显示的波长数值与单色光的实际波长值之间误差表示，应在±1.0nm 范围内。
可用仪器中氘灯的486.02nm与656.10nm谱线进行校正。
2.吸收度的准确度试验3.杂散光的试验4.波长重现性试验5.分辨率试验五、测定方法1.对照品比较法（1）按各品种项下的方法，分别配制供试品溶液和对照品溶液，对照品溶液中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分标示量的100±10%，所用溶剂也应完全一致，在规定的波长测定供试品溶液和对照品溶液的吸收度后，按下式计算含量，即得。
紫外可见分光光度法测定药物含量的计算实例.
(二）分光光度法
对乙酰氨基酚原料药含量测定
A 1 V D
含量%
E 1% 1cm
100
100 %
m
0.582 1 250 100
715 100
5 100% 99.05%
0.0411
(二）分光光度法
甲氧苄啶注射液（规格2 ml：0.1g）含量测定
精密量取本品1ml，置25ml量瓶中，用稀醋酸稀释至刻度 ，摇匀，精密量取1ml置100ml量瓶中，用稀醋酸稀释至刻度， 摇匀。照紫外-可见分光光度法，在271nm波长处测定吸光度为 0.420。另取甲氧苄啶对照品适量0.05134g，置25ml量瓶中，用 稀醋酸稀释至刻度，精密量取1ml置100ml量瓶中，用稀醋酸稀 释至刻度，摇匀。在271nm波长处测定吸光度为0.416，计算甲 氧苄啶标示量百分含量。
Байду номын сангаас
(二）分光光度法
甲氧苄啶注射液（规格2 ml：0.1g）含量测定
标示量%
cR
Ax AR
D
每支容量
100%
S
0.05134 0.420 25 100 2 25100 0.416 1 1 100% 103.7%
0.1
药物分析/药物的含量测定
紫外可见分光光度 法测定药物含量的 计算实例
制作人：谭韬
(二）分光光度法
对乙酰氨基酚原料药含量测定
精密称取对乙酰氨基酚0.04110g，置250ml量瓶中，加 0.4%氢氧化钠溶液50ml，加水至刻度，摇匀，精密量取5ml， 置100ml量瓶中，加0.4%氢氧化钠溶液10ml，加水至刻度，摇 匀。依照分光光度法，在257nm波长处测得吸收度为0.582。 按C8H9NO2的百分吸收系数为715计算对乙酰氨基酚的百分含 量
紫外分光光度法计算
第20章 吸光光度法思 考 题1. 什么叫单色光？复色光？哪一种光适用于朗伯－比耳定律？答：仅具有单一波长的光叫单色光。
由不同波长的光所组成光称为复合光。
朗伯--比耳定律应适用于单色光。
2. 什么叫互补色？与物质的颜色有何关系？答：如果两种适当的单色光按一定的强度比例混合后形成白光，这两种光称为互补色光。
当混合光照射物质分子时，分子选择性地吸收一定波长的光，而其它波长的光则透过，物质呈现透过光的颜色，透过光与吸收光就是互补色光。
3. 何谓透光率和吸光度？ 两者有何关系？答：透光率是指透射光强和入射光强之比，用T 表示 T =tI I 吸光度是吸光物质对入射光的吸收程度，用A 表示，A εbc =，其两者的关系 lg =-A T4. 朗伯-比耳定律的物理意义是什么？ 什么叫吸收曲线？ 什么叫标准曲线？答：朗伯--比耳定律是吸光光度法定量分析的理论依据，即吸光物质溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层厚度之间的定量关系。
数学表达式为 lg A T εbc =-=吸收曲线是描述某一吸光物质对不同波长光的吸收能力的曲线，即在不同波长处测得吸光度，波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图即可得到吸收曲线。
标准曲线是描述在一定波长下，某一吸光物质不同浓度的溶液的吸光能力的曲线，吸光度为纵坐标，浓度为横坐标作图即可得到。
5. 何谓摩尔吸光系数？质量吸光系数？两者有何关系？答：吸光系数是吸光物质吸光能力的量度。
摩尔吸光系数是指浓度为1.0 mol·L ，液层度为1cm 时，吸光物质的溶液在某一波长下的吸光度。
用ε表示，其单位 11cm mol L --⋅⋅。
质量吸光系数是吸光物质的浓度为1g 1L -⋅时的吸光度，用a 表示。
其单位 11cm g L --⋅⋅ 两者的关系为 εM a =⨯ M 为被测物的摩尔质量。
6. 分光光度法的误差来源有哪些？答：误差来源主要有两方面，一是所用仪器提供的单色光不纯，因为单色光不纯时，朗伯—比耳定律中吸光度和浓度之间的关系偏离线性；二是吸光物质本身的化学反应，其结果同样引起朗伯—比耳定律的偏离。
紫外-可见分光光度法 标准曲线相关系数 小木虫
紫外-可见分光光度法是一种广泛应用的分析化学技术，它通过测量物质在紫外-可见光波段的吸收或透射来确定样品中特定物质的浓度。
该方法具有灵敏度高、分辨率好、操作简便等优点，在化学、生物化学、环境监测等领域都有着重要的应用价值。
一、紫外-可见分光光度法的原理紫外-可见分光光度法是利用物质对紫外-可见光的吸收或透射特性来进行定量分析的一种方法。
当紫外-可见光照射到物质上时，如果物质吸收了部分光能，则其吸收的光强与物质浓度成正比。
根据比尔定律，可以得到吸光度与浓度的线性关系：A = εlc其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程，c为物质浓度。
通过建立标准曲线，测定样品的吸光度，并根据标准曲线确定样品中特定物质的浓度。
二、标准曲线的建立标准曲线是指在已知条件下，一系列不同浓度物质对应的吸光度值所构成的曲线。
标准曲线的建立通常需要进行以下步骤：1.准备一系列不同浓度的标准溶液，通常从低浓度到高浓度逐渐增加；2.分别测定各标准溶液的吸光度，并绘制吸光度-浓度曲线；3.通过线性回归等方法，拟合出标准曲线的方程，确定吸光度与浓度的线性关系。
三、标准曲线相关系数标准曲线相关系数是用来评价标准曲线拟合程度的指标。
相关系数越接近1，表示拟合效果越好，曲线与实际数据的吻合程度越高；而相关系数接近0，则表示拟合效果较差，曲线与实际数据的吻合程度较低。
在紫外-可见分光光度法中，标准曲线相关系数的计算通常是依靠计算吸光度与浓度的线性回归方程的确定系数R^2来实现。
R^2的取值范围在0~1之间，越接近1表示拟合效果越好，常用于评价标准曲线的可靠性和稳定性。
四、标准曲线相关系数的影响因素标准曲线相关系数的大小受多种因素影响，包括仪器精度、操作技术、环境条件等。
其中，标准曲线的线性范围和斜率对其相关系数影响较大。
线性范围如果选择不当，可能导致数据偏离线性区域，造成拟合效果不佳；而斜率的大小则直接影响到吸光度与浓度的线性关系，进而影响相关系数的结果。
第一章 紫外-可见分光光度法
➢ *跃迁：可以发生在任何具有不饱和键的 有机化合物分子中，其最大摩尔吸光系数max 很大。
➢ n*跃迁：发生在含有杂原子（O、N、S、P 、卤素等）的不饱和化合物中，其最大摩尔吸 光系数max 比较小。
二、常用术语
➢ *生色团：分子中可以吸收光子产生电子跃迁的基团 。含有键的不饱和基团
➢ *助色团：有些基团本身没有生色作用，但却能增强 生色团的生色能力，即它们与生色团相连时，会使其 吸收带最大吸收波长发生红移，并且增加其强度。通 常是带有非键电子对的杂原子的饱和基团，如-OH、 -NH2、-OR、-SH、-SR、-Cl、-Br、-I等。
不需参比液(消除了由于参比池的不同和制备空白溶液等产生 的误差)、克服了电源不稳而产生的误差，灵敏度高。
（4）光多道二极管阵列检测分光光度计
具有快速扫描的特点
可在0.1秒内获得190～ 820nm范围的全光光谱。 用于追踪化学反应的反应 动力学研究。 操作简单，只需将样品放 入无盖开放式样品室，并 点击“开始”即可。
音：
1 暗噪音：检测器与放大电路等各部件不确定性引起。
2 讯号噪音：亦称讯号散粒噪音 电子跃迁的不相等性
测量光强的不确定性
c 0.434K 1 1 c lgT T
➢ 当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.4343。即当 A=0.4343 时，误差最小！
➢ 通常可通过调节溶液浓度或改变光程l 来控制 A 的读数在 0.2~0.7 范围内。
2. 杂散光 从单色器得到的单色光中与所需波长相 隔较远的光。
3. 散射光与反射光 使透光强度减弱 ，吸光度值偏高。
4. 非平行光 使l 增大影响测量值
（三）透光率测量误差T
由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。
紫外可见分光光度法
机理：在这一吸收过程中，实际上是发生 了一种电子从体系旳一部分（称为：电子予 以体）转移到体系旳另一部分（称为：电子 接受体）旳过程，因而这么取得旳吸收光谱 称为电荷转移吸收光谱。
类型：
i) 配位体金属旳电荷转移
例：[Fe(SCN)6]3-呈深红色，在490 nm 附近有强吸收，这就是因为该络合物吸收 了某波长旳光，使一种电子从SCN-旳某一 轨道跃迁到Fe3+旳某一轨道上。
2.3 分光光度法旳对比度 1. 对比度旳概念
在光度法中，对比度是指显色剂与金属 离子所形成络合物（MeR）旳最大吸收峰波 长(MeRmax)与显色剂本身(HnR)最大吸收峰波 长(HnRmax)之间旳差值。
对比度以来表达： =MeRmax- HnRmax
一般以为： 40 nm时，显色反应对比度较小；
第二章 紫外-可见分光光度法 (Ultraviolet-Visible Spectrophotometry)
又称: 紫外-可见分子吸收光谱法 （Ultraviolet-Visible Molecular Absorption
Spectrometry）
2.1 紫外－可见分光光度法发展简史 1729年，Bouguer首先发觉溶液对光旳
ii) 金属配位体旳电荷转移 产生这种电荷转移旳必要条件是：
金属离子轻易被氧化（处于低氧化态）； 而配位体轻易被还原，配位体具有空旳反 键轨道，可接受从金属离子转移出来旳电 子。
iii)分子络合物内部电荷转移 例如：在乙醇介质中，将醌与氢醌混
合，就能够得到漂亮旳醌氢醌暗绿色结晶， 它旳吸收峰在可见光区。
❖ 概念：配位体场吸收谱带指旳是过渡金属 水合离子或过渡金属离子与显色剂（一般是 有机化合物）所形成旳络合物在外来辐射作 用下，因为吸收了合适波长旳可见光（有时 是紫外光），从而取得旳相应吸收光谱。
第四章紫外-可见分光光度法
（三）有机化合物的紫外、可见光谱
1. 饱和烃及其取代衍生物 σ→σ*、n→σ* 2. 不饱和烃及共轭烯烃 σ→σ*、π→π* 3. 羰基化合物 n→σ*、π→π*和n→π* 4. 苯及其衍生物 E1带、 E2带、 B带 5. 稠环和杂环
当l以cm，c以mol/L为单位时，k称为摩尔吸 光系数，用ε表示，它比a更为常用，ε的单位 为L mol-1 cm-1，即： A = ε c l
当l以cm，c以百分浓度g/100mL为单位时，k 称为比吸光系数，用A1cm1%表示 ε = 0.1 M A1cm1%
用比吸光系数的表示方法特别适用于摩尔质 量未知的化合物。
（二）配位场跃迁
1. f-f跃迁
镧系和铜系元素的离子对紫外和可见光的吸收是 基于内层f电子跃迁而产生的，其吸收光谱是由一些狭 窄的特征吸收峰组成，且这些吸收峰不易受金属离子 所处的配位环境的影响。
2. d-d跃迁
过渡金属离子的d轨道在受到配位体场的作用时 产生分裂。d电子在能级不同的d轨道间跃迁，吸收紫 外或可见光产生吸收光谱。这种光谱的吸收带比较 宽，吸收峰强烈地受配位环境的影响。
光。
3. 吸收池
功能：盛放分析试样（一般是液体）
4. 检测器 功能：检测光信号，测量单色光透过溶
液后光强度变化的一种装置。 5. 信号显示系统
6. 紫外一可见分光光度计的类型
(1) 单波长单光束分光光度计
缺点：测量结果受电源波动的影响较大， 误差较大。
(2) 单波长双光束分光光度计
一个环外双键
5nm
同环二烯 39nm 一个β烷基 12nm 三个γ+烷基 54nm
第四章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
式中：A，吸光度，无量刚；
l，液层厚度(光程长度)，cm；
c，溶液的浓度；
k, 称为吸光系数，仅与入射光波长和强度、 溶液的性质及温度有关，与浓度无关。
仪器分析
影响吸光系数的因素及意义
影响吸光系数的因素
物质的性质 溶剂 入射光波长、强度 温度
意义
吸光系数越大，灵敏度越高
二、朗伯-比尔定律
色皿拉入光路中，按100%T 键 5.测定：将第2个比色皿中的参比溶液弃去，倒入待测溶液并拉入光路中
，稳定后读数。 注意：改变波长，必须重新调零
倒溶液时远离仪器，避免溅湿仪器
仪器分析
紫外分光光度计与可见分光光度计的差异
名称
可见分光光度计
紫外分光光度计
波长范围 光源
吸收池 材料
仪器分析
紫外分光光度法与可见分光光度法的差异
二、朗伯-比尔定律
仪器分析
（一）光的吸收定律——定量分析的依据
当一束平行的单色光通过某一均匀、无散射的含 有吸光物质的溶液时，在入射光的波长、强度以及溶
液的温度等因素保持不变的情况下，该溶液的吸光
度A与溶液的浓度c及溶液层的厚度l 的乘积成
正比关系。称为朗伯-比尔定律：
A klc
朗伯—比耳定律数学表达式：
名称
可见分光光度法
紫外分光光度法
波长范围
光源
吸收池 材料
可见光 (400～760nm)
钨灯 卤钨灯 氙灯 玻璃 石英
紫外光 (200～400nm)
氢灯 氘灯
石英
仪器分析
二、常见紫外-可见分光光度计类型
光
①单波长单光束分光光度计
度
计
紫外分光光度法-伍德沃德规则
环外双键
5
max
双键上的碳取代基
5
增量 Cl、Br
17
OH、OR
OCOR
SR
NR2
214
+39
30
5
5
5
6
0
30
60
注： A：当两种情形的二烯体系同时存在时，选择波长较长的为其母体系统
B：仅考虑连接在共轭体系碳上的取代基 C：环外双键：紧靠环的双键；仅考虑共轭体系中的环外双键
伍德沃德（Woodward）规则
基本值 =
m = mβ = mγ = mδ = e= n= r=
基本值 =
m = mβ = mγ = mδ = e= n= r=
O
基本值 = m = mβ = mγ = mδ = e= n= r=
O
基本值 = m = mβ = mγ = mδ = e= n= r=
10
—OH
35
CH3COO—
6
OR（烷氧基）
35
—Cl
15
—Br
25
—SR
—
—NH2 溶剂
己烷/环己烷
— 乙醚
校正值
+11
+7
取代位
β 12 30 6 30 12 30 85 93 二氧六环 +5
γ 18
6 17 — — — — 氯仿 +1
或更远 18 50 6 31 — — — — 水 -8
B、伍德沃德（Woodward）规则应用于共轭烯酮
5、有机化合物紫外最大吸收波长的推算 伍德沃德（Woodward）规则和斯科特（Scott）规则
采用其他物理方法或化学方法推测出未知物有几种可能结
紫外可见分光光度法
01
02
03
增色效应指由于基团取代或溶剂的影响，使紫外吸收强度增加; 减色效应指由于基团取代或溶剂的影响，使紫外吸收强度减小。
4.增色效应和减色效应：
指吸收曲线随波长变短而强度增加，直至仪器测量极限时测得的吸收。
5.末端吸收：
指吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微增加或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
与样品分子形成氢键。如溶剂与羰基形成氢键，则n→π*的吸收峰蓝移。改变溶剂的极性，会引起吸收带形状的变化。
例如，当溶剂的极性由非极性改变到极性时，精细结构消失，吸收带变向平滑。
因此，在测定紫外、可见吸收光谱时，应注明在何种溶剂中测定。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注意所用的溶剂是否相同。选择溶剂紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。选择溶剂时注意下列几点：
2.助色团
指化合物的结构改变或溶剂效应等引起吸收峰向短波方向移动，称为蓝移，反之则称为红移。
某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团（ -OH、 -OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、-SR、- NR2 ）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为红移效应。 在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。如-CH2、-CH2CH3、-OCOCH3。
R1=R2=R3=R4=H
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同环双键，张力大，双键扭曲
松香酸 左旋海松酸
在环体系中:
λmax=235nm,ε=16100 λmax=270nm,ε=7100
B: λmax = 214+3x5+1x5=234(234) nm
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第20章 吸光光度法思考题1. 什么叫单色光？复色光？哪一种光适用于朗伯－比耳定律？答：仅具有单一波长的光叫单色光。
由不同波长的光所组成光称为复合光。
朗伯--比耳定律应适用于单色光。
2. 什么叫互补色？与物质的颜色有何关系？答：如果两种适当的单色光按一定的强度比例混合后形成白光，这两种光称为互补色光。
当混合光照射物质分子时，分子选择性地吸收一定波长的光，而其它波长的光则透过，物质呈现透过光的颜色，透过光与吸收光就是互补色光。
3. 何谓透光率和吸光度？ 两者有何关系？答：透光率是指透射光强和入射光强之比，用T 表示 T =tI I 吸光度是吸光物质对入射光的吸收程度，用A 表示，A εbc =，其两者的关系 lg =-A T4. 朗伯-比耳定律的物理意义是什么？ 什么叫吸收曲线？ 什么叫标准曲线？答：朗伯--比耳定律是吸光光度法定量分析的理论依据，即吸光物质溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层厚度之间的定量关系。
数学表达式为lg A T εbc =-=吸收曲线是描述某一吸光物质对不同波长光的吸收能力的曲线，即在不同波长处测得吸光度，波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图即可得到吸收曲线。
标准曲线是描述在一定波长下，某一吸光物质不同浓度的溶液的吸光能力的曲线，吸光度为纵坐标，浓度为横坐标作图即可得到。
5. 何谓摩尔吸光系数？质量吸光系数？两者有何关系？答：吸光系数是吸光物质吸光能力的量度。
摩尔吸光系数是指浓度为1.0 mol·L ，液层度为1cm 时，吸光物质的溶液在某一波长下的吸光度。
用ε表示，其单位 11cm mol L --⋅⋅。
质量吸光系数是吸光物质的浓度为1g 1L -⋅时的吸光度，用a 表示。
其单位 11cm g L --⋅⋅ 两者的关系为 εM a =⨯M 为被测物的摩尔质量。
6. 分光光度法的误差来源有哪些？答：误差来源主要有两方面，一是所用仪器提供的单色光不纯，因为单色光不纯时，朗伯—比耳定律中吸光度和浓度之间的关系偏离线性；二是吸光物质本身的化学反应，其结果同样引起朗伯—比耳定律的偏离。
7. 分光光度计的基本部件有哪些？答：主要部件有：光源，色散元件（单色器），吸收池，检测器，记录仪。
8. 如何选择参比溶液？答：选择参比溶液的原则为（1）若只有显色反应产物有吸收，其它均无吸收时，可用纯溶剂作参比溶液。
（2）若显色剂或其它试剂有吸收，试样本身无吸收，则可用“试剂空白”作参比溶液。
（3）若试样本身有吸收，而显色剂等其它试剂无吸收，可用“试样空白”作参比溶液。
（4）若显色剂、试样中其它组分有吸收，则可在试液中加入掩蔽剂将被测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。
9. 何谓示差分光光度法？此法主要适合于哪些样品的测定？它为什么能提高测定的准确度？答：示差分光光度法是指试样溶液的吸光度和标准溶液吸光度之差与试样中被测组分浓度之间的定量关系进行分析的方法。
此法主要适用于高含量组分的测定。
因为高浓度的样品透光率很小，引起较大的透光率读数误差，而示差分光光度法采用比试样浓度较低的标准溶液作参比溶液，使透光率的读数标尺放大，其读数在透光率的适宜范围（10%~70%）内，可提高测定准确度。
10. 利用光度滴定法判断滴定终点的依据是什么？答：光度滴定法确定终点的依据是滴定过程中被测组分与滴定反应产物吸光度的变化。
以吸光度对滴定体积作图，所得曲线的转折点处即为滴定终点，如下图所示。
用EDTA滴定Bi3+ 和Cu2+的光度滴定曲线11. 测定工业盐酸中铁含量时，常用盐酸羟胺还原Fe3+，用邻二氮杂菲显色。
显色剂本身及其他试剂均无色，邻二氮杂菲-Fe2+为橙色。
用标准曲线法进行工业盐酸中微量铁含量分析时，应选用什么作参比溶液?答：应选用纯溶剂作参比溶液，如蒸馏水。
习 题1. 有两种不同浓度的有色溶液，当液层厚度相同时，对于某一波长的光，透光率T 分别为（1）65.0%，（2）41.8%，求它们的吸光度A 。
若已知溶液（1）的浓度为6.51×10-4 mol·L -1，求溶液（2）的浓度。
解：透光率换算成吸光度A 1 = -lg T 1 = -lg0.65 = 0.187 A 2 = -lg T 2 = -lg0.418 = 0.379根据朗伯比耳定律 A 1 = εc 1b 1 A 2 = εc 2b 2因为相同物质的吸光系数相等，两式相除后得3121210.379 6.5110 1.3210(mol L )0.187A c c A ---⨯⨯===⨯⋅2. 一束单色光通过厚度为1cm 的有色溶液后，透光率为70%，当它们通过5cm 厚的相同溶液后，透光率变为多少？解：由已知条件：A 1 = ε b 1c = -lg T 1 = -lg0.70 = 0.155可求出 ε c = 0.155/1 = 0.155ε c 值代入改变厚度后的关系式中，得A 2 = ε c b 2 = 0155 ⨯ 5 = 0.775把吸光度换算为透光率20.775210100.167916.79%A T --====3. 已知某一吸光物质的摩尔吸光系数为1.1×104L·mol -1·cm -1，当此物质溶液的浓度为3.00×10-5mol·L -1，液层厚度为0.5 cm 时，求A 和T 。
解：A = ε b c = 165.05.01000.3101.154=⨯⨯⨯⨯-0.16510100.683968.39%A T --====4. 用1cm 的比色皿在525 nm 波长处测得浓度为1.28×10-4 mol·L -1KMnO 4溶液的透光率是50%，试求：（1）此溶液的吸光度是多少？（2）如果KMnO 4的浓度是原来浓度的两倍，透光率和吸光度各是多少？ （3）在1cm 比色皿中，若透光率是75％，则其浓度又是多少？ 解：（1）A = -lg T = -lg0.5 = 0.301（2）浓度为2倍时，c = 2 ⨯ 1.28 ⨯ 10-4 = 2.56 ⨯ 10-4（mol·L -1）此时两种溶液的吸光度相比可得4122410.301 2.56100.6021.2810A c A c --⨯⨯===⨯透光率为20.602210100.2525.00%A T --====（3） 透光率T = 75%时，A = -lg T = -lg0.75 = 0.125故浓度为45131310.125 1.2810 5.3210(mol L )0.301A c c A ---⨯⨯===⨯⋅5. 浓度为25.5 µg/50 mL 的Cu 2+ 溶液，用双环己酮草酰二腙比色测定。
在波长600 nm 处，用1 cm 的比色皿测得T = 70.8%，求摩尔吸光系数和质量吸光系数。
解：Cu 2+溶液的浓度：66125.51010008.0310(mol L )63.550c ---⨯⨯==⨯⋅⨯透光率换算为吸光度： A = -lg T = -lg0.708 = 0.150 根据朗伯比耳定律41160.150 1.8710(L mol cm )1.08.0310A εcb ---===⨯⋅⋅⨯⨯ 4112.3510294.2(L g cm )63.55εa M --⨯===⋅⋅6. 0.088 mg Fe 3+，用硫氰酸盐显色后，在容量瓶中用水稀释至50 mL ，用1cm 比色皿，在波长480 nm 处测得A = 0.740。
求吸光系数a 和 ε 。
解： 先计算Fe 3+溶液的浓度33511010000.088101000 3.1510(mol L )5055.850m c M ----⨯⨯⨯=⨯==⨯⋅⨯由朗伯比耳定律A = ε b c41150.740 2.3510(L mol cm )3.1510 1.0A εcb ---===⨯⋅⋅⨯⨯ 4112.3510421(L g cm )55.8εa M --⨯===⋅⋅7. 有一化合物的摩尔质量是125，摩尔吸光系数为2.50×104 L·mol -1·cm -1，今欲配制该化合物的溶液1L ，使其在稀释1200倍后，在1 cm 的比色皿中测得的吸光度为0.60，则应称取该化合物多少克？解：根据朗伯－比耳定律求算该物质溶液的浓度5140.60 2.410(mol L )1.0 2.510A c εb --===⨯⋅⨯⨯稀释前的浓度为1200 × 2.4×10-5 = 2.88×10-2（mol ∙L -1） 要配制1L 该溶液所需称量化合物的质量为22.8810125 3.6(g)m nM -==⨯⨯=8. 今有一台分光光度计，透光率的读数误差为0.5%。
计算在下列吸光度时，测得的浓度相对误差（只考虑正误差）？从计算结果得出何结论 ？（1）0.095 （2）0.631 （3）0.803 （4）0.942 解：已知透光率读数误差∆T = 0.5%（1）当A = 0.095时， 0.09510100.803580.35%A T --==== 由误差公式：0.4340.4340.0050.0284 2.84%lg 0.8035lg0.8035c T c T T ∆⨯=⨯∆===⨯ （2）当A = 0.631时， 0.63110100.233923.39%A T --==== 由误差公式：0.4340.4340.0050.0147 1.47%lg 0.2339lg0.2339c T c T T ∆⨯=⨯∆===⨯ （3）当A = 0.803 时， 0.80310100.157415.74%A T --==== 由误差公式：0.4340.4340.0050.0172 1.72%lg 0.1574lg0.1574c T c T T ∆⨯=⨯∆===⨯ （4）当A = 0.942时， 0.94210100.114311.43%A T --==== 由误差公式：0.4340.4340.0050.0202 2.02%lg 0.1143lg0.1143c T c T T ∆⨯=⨯∆===⨯ 结果表明吸光度过大或过小时，产生的相对误差较大。
9.某溶液浓度为c ，以纯试剂作参比溶液时，吸光度A 为0.434，设仪器读数误差为0.2%，（1）求浓度的相对误差。
（2）在相同测量条件下，浓度为3c 的溶液在测量时引起的浓度相对误差为多少？（只考虑正误差）（3）计算结果说明什么？解：（1）吸光度换算为透光率0.43410100.3681A T --===，已知∆T = 0.2% 根据浓度相对误差公式0.4340.4340.0020.00540.54%lg 0.3681lg0.3681c T c T T ∆⨯=⨯∆===⨯ （2）其他条件不变，浓度变为3c 时，吸光度变为A = 3A 1 = 3 × 0.434 = 1.302 则透光率为 1.30210100.0499A T --===0.4340.4340.0020.0133 1.33%TlgT 0.0499lg0.0499c T c ∆⨯=⨯∆===⨯ （3）结果表明浓度过大时，相对误差较大。