第8章 紫外及可见光吸收光谱法 课件-2分析
紫外-可见吸收光谱法PPT学习教案

第17页/共55页
2. 不饱和烃及共轭烯烃
(A) 非共轭不饱和烯烃 除含有键外,还含有键,它们可以产生*和*
两种跃迁。 *跃迁的能量小于 *跃迁。例如,在乙 烯分子中, *跃迁最大吸收波长为180nm左右。
C=C 发色基团, 但 → *200nm。
H
H
cc
H
H
max=177nm
第18页/共55页
(B)共轭烯烃
*
在不饱和烃类分子中,当有两个以上的双键共轭时, 随着共轭系统的延长, *跃迁的吸收带 将明显向长波 方向移动,吸收强度也随之增强(?)。共轭双键愈多, 红移愈显著,甚至产生颜色。
在共轭体系中, *跃迁产生的吸收带又称 为K带。
K带——共轭非封闭体系的*跃迁
第11页/共55页
(一)跃迁类型
1、*跃迁
它需要的能量较高,一般发生在真空紫外光区。饱和烃
中的—c—c—键属于这类跃迁。
2. n*跃迁
s*
实现这类跃迁所需要的能量较高,
吸收波长为150~250nm,大部分在 K
R
远紫外区,近紫外区仍不易观察到。 E
E,B
p*
n
含非键电子的饱和烃衍生物
p
(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现
③吸收曲线可以提供物质的结构信息,
并作为物质定性分析的依据之一。
第5页/共55页
二、分子吸收光谱的类型
根据吸收电磁波的范围不同, 将分子吸收光谱分为远红外光谱、 红外光谱及紫外—可见光谱三类。
1、 转动能级间的能量差 0.005~0.050eV,产生此能级 的跃迁,需吸收波长约为250 ~ 25m的远红外光,吸收光谱 位于远红外区。形成的光谱称 为远红外光谱或分子转动光谱。
紫外吸收光谱法()PPT课件

2、电子跃迁的类型
• 根据分子轨道理论的计算结果,分子轨道能级的高 低次序如下: σ* > π* > n > π> σ
• 电子跃迁形式(有机化合物)主要有四种,见图2-5。
-
17
-
18
-
19
• 电子在不同轨道间跃迁所吸收的光辐射波长不同。 σ→σ*跃迁所需要的能量最高,吸收波长最短;
-
15
• 电子能级跃迁所产生的吸收线由于附加上振动 能级和转动能级的跃迁而变成宽的并有精细结 构的吸收带。
• 溶液中的溶剂化作用及分子间作用力都能导致 振动、转动精细结构的消失。(Frank-Condon
原理)
§2.2-2 分子轨道与电子跃迁类型
-
16
1、 分子轨道
• σ分子轨道 见图2-3(P7) • π 分子轨道 见图2-4 (p7) • n(非键)电子:形成分子后的轨道能级与原子轨道
紫外区。π→π*和n→π* 处于近紫外区。
-
31
π→π*,n→π*所产生的吸收带可分为下述四种类型:
(1)R吸收带(n→π*)
由发色基团(如羰基、硝基)中未成键n电子向反键 π*轨道跃迁产生。(n→π*)
R吸收带的吸收波长比较长,但吸收强度很弱,常常易 被掩盖。
•例如:乙醛中 C=0的 n→π*,
0.8 ~ 1000 μm
0.1 ~ 100 cm
外层电子跃迁 振动与转动跃迁 转动跃迁、自旋跃迁
1 ~ 1000 m
核自旋跃迁
光谱类型 X 射线谱 电子光谱 电子光谱 电子光谱 红外光谱 微波谱、顺磁共振 核磁共振
-
5
• 后的光辐射强度(未被吸收的),可以得到一系列 不连续的谱线,称为原子吸收光谱。
紫外-可见吸收光谱-ppt

二氧杂环己烷
/nm 177 178 204 214 186 339,665 280 300,665 270
max
13000 10000 41 60 1000 150000 22 100 12
(2)空间阻碍使共轭体系破坏,max蓝移, max减小。
表 表4.5 2-4 - 及 ’ - 位有取代基的二苯乙烯化合物的紫外光谱 R H H CH 3 CH 3 C2H5 R’ H CH 3 CH 3 C2H5 C2H5 max 294 272 243.5 240 237.5
max
9
2.2 紫外-可见光谱的产生
通常由最高占有分子轨道中的一个电子在吸收适当波长的 辐射能量后,跃迁到最低未占有分子轨道,产生紫外-可见吸 收光谱。
在电子跃迁过程中吸收光的频率(υ )取决于分子的能级差:
式中:h——普朗克常数,6.626×10-34J· s; c—— 光速,2.9979×10nm· s-1;
2.n→σ *跃迁
实现这类跃迁所需要的能量较高,其吸收光谱在远紫外区和近紫外区, 杂原子如氧、氮、硫及卤素等均含有不成键n电子。含杂原子的化合物可以 产 生 n→σ * 跃 迁 。 如 甲 醇 ( 汽 态 )λ max=183nm , ε =150 ; 三 甲 胺 ( 汽 态)λ max=227nm,ε =900;碘甲烷(己烷中) λ max=258nm,ε =380。
8
(三)吸收池 用于盛放分析试样,一般有石英和玻璃材料两 种。石英池适用于可见光区及紫外光区,玻璃吸收池只能用于 可见光区。为减少光的损失,吸收池的光学面必须完全垂直于 光束方向。 (四)检测器 检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。 常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。硒光电 池对光的敏感范围为300~800nm,能产生可直接推动检流计的 光电流,但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度 计中;光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛;光电倍 增管是检测微弱光最常用的光电元件,它的 灵敏度比一般的光电管要高200倍,对光谱的精细结构有较好的 分辨能力。 (五)信号指示系统 放大信号并以适当方式指示或记录下来。 常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以 及数字显示或自动记录装置等。
第8章 紫外及可见光吸收光谱法 课件-2

§8.3紫外-可见分光光度计8.3.1主要部件8.3.2常见光路类型8.3.3一般光学性能51568.3.1紫外-可见分光光度计的主要部件•光源:提供能量激发被测物质•单色器:将来自光源的连续光谱按波长顺序色散,并从中分离出一定宽度的谱带,获得所需单色光•吸收池:盛放溶液并提供一定吸光厚度•检测器:检测光讯号,并将光讯号转变为电讯号•讯号处理及显示器:迅号放大、数学换算578.3.2紫外-可见分光光度计的光路类型单光束分光光度计光栅吸收池特点:一束单色光要求:光源稳定校零58双光束分光光度计光栅扇面镜参比池样品池I 0II 0扇面镜▪优点:减免光源不稳误差;改变波长不需校零;T = I /I 0▪缺点:不适于浑浊溶液的测定特点:两束同波长单色光59将单色器所得的单色辐射,用切光器分成两个光束,分别通过试样溶液和溶剂溶液,这两个光束可通过与前一切光器同步的另一切光器在不同时间内交替由一个检测器来接受,并通过一个光电计时信号系统把来自两个光束的信号加以比较,获得吸光度.60双波长分光光度计单色器1单色器2样品池∆A =A 1-A 2λ1λ2特点:两束不同波长单色光优点:无需参比;可测浑浊溶液;可得一阶导数光谱双重单色器分光光度计▪特点:经先后两次分光▪优点:单色光较纯,杂散光降得很低(<0.001%)光多道二极管阵列检测器分光光度计▪特点:多个二极管阵列紧密排列作为检测器▪优点:扫描时间极短,1/10秒内完成一张紫外-可见全光光谱62§8.4UV-vis定量分析方法8.4.1单组分定量分析方法8.4.2多组分定量分析方法8.4.3光电比色法63648.4.1单组分定量分析方法⏹测定波长的选择原则吸光系数要大(λmax ) 尽可能不选末端吸收 尖峰>平坦峰测定波长>溶剂截止波长∆λ∆A 尖∆A 平>☑单组分定量分析方法吸光系数法校正曲线法对照法658.4.1-1吸光系数法✷适用:单色光较纯,符合Beer 定律✷方法:▪绝对法:▪比较法:66UV-vis单组分定量分析方法:吸光系数法(例题)例1:VB 12λmax 361nm:E 1%1cm =207, A =0.414, l =1cm ,求C =?g/100ml例2:样品VB 1225.0mg →1000ml ,λmax 361nm :A =0.507,l =1cm ,求VB 12 (%)=?C =25mg/1000ml=0.0025g/100ml=20μg/ml678.4.1-2校正/标准/工作曲线法✷适用:单色光不纯,不完全符合L-B 定律(曲线不过零点,线性稍差)✷方法:标准序列固定条件A ~C 曲线样品同上条件A xC x曲线回归方程:A=ElC=KCA x校正曲线法示意图C x68UV-vis 单组分定量分析方法:校正曲线法(例题)例3:芦丁的含量测定:标准品(0.200mg/ml)0~5ml →25ml样品3.0mg →25ml0.710mg/25ml0.845回归方程:A =0.0105+1.162C (r =0.9996)698.4.1-3对照法(外标一点法)✷适用:线性关系较好✷要求:相同测定条件C s 与C x 相近✷方法:对照法示意图A s =EC s l ;A x =EC x l70UV-vis 单组分定量分析方法:对照法(例题)例4: VB 12的含量测定VB 12注射液:2.50mL →10.00mL 对照品溶液:25.00mg →1000mLλmax 361nm:l =1cm,A x =0.508,A s =0.518,求C=?①对照法:②吸光系数法:C =98.2mg/LC =0.00982g/100ml =98.2mg/L71UV-vis 测定一元弱酸HA 的K a酸式体:A HA =εHA C碱式体:A A -=εA -CA =A HA +A A -=εHA [HA]+εA -[A -]73✧两组分混合物的吸收光谱吸收峰互不重叠a 、b 互不干扰吸收峰部分重叠a 对b 干扰,b 对a 无干扰λ1:A 1a →单组分定量C a =A 1a /E 1a l λ2:A 2a+b =A 2a +A 2b =E 2a C a l+E 2b C b lλ1:A 1a →单组分定量C a =A 1a /E 1a l λ2:A 2b →单组分定量C b =A 2b /E 2b l748.4.2-1等吸收双波长消去法吸光度加和性✷适用:浑浊溶液、吸收光谱重叠的混合组分✷原理:双波长型分光光度计∆A=A 2-A 1=(ε2–ε1)Cl=KC ❶干扰组分b :∆A b =A 1b -A 2b =0❷待测组分a :∆A a 较大☑选择波长λ1和λ2的两个基本条件: 吸收峰相互重叠a 、b 互有干扰75等吸收双波长消去法示意图(消去b ,测定a )λ2λ1A 1b =A 2b∆A a76UV-vis 多组分定量分析方法:等吸收双波长消去法(消a 测b )等吸收双波长消去法示意图(消去a ,测定b )λ2λ1A 1a =A2a ∆A b无需空白参比,可消除本底吸收及浑浊干扰,显著提高测定灵敏度和准确度。
紫外-可见光光谱

(1)溶剂应能很好地溶解被测试样,溶剂对溶质应该是惰性的。 即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。
(2)在溶解度允许的范围内,尽量选择极性较小的溶剂。
(3)溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。
分析应用
应用范围
定性分析
在相同条件下,比较未知物与已知标准物的光谱 图,若两者相同,则可认为待测试样与已知化合物具 有相同的生色团。
在共轭体系中, *跃迁产生的吸收带又称为K带。
分析应用
有机分析
➢苯及其衍生物 苯有三个吸收带,它们都是由*跃迁引起的。E1带出现在
180nm(MAX = 60,000); E2带出现在204nm( MAX = 8, 000 );B带出现在255nm (MAX = 200)。在气态或非极性 溶剂中,苯及其许多同系物的B谱带有许多的精细结构,这是由 于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起的。在极性溶剂 中,这些精细结构消失。当苯环上有取代基时,苯的三个特征谱 带都会发生显著的变化,其中影响较大的是E2带和B谱带。
例如,CH3Cl、CH3Br和CH3I的n* 跃迁分别出现在173、204和258nm处。 这些数据不仅说明氯、溴和碘原子引入甲烷后,其相应的吸收波长发生了红移, 显示了助色团的助色作用。
直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用价值不大。但是 它们是测定紫外和(或)可见吸收光谱的良好溶剂。
方法名称
激发方式
作用物质或机理
检测信号
原子发射 光谱法
电弧、火花、 等离子炬等
气态原子的外层电子 紫外、可见光
原子荧光 光谱法
高强度紫外、可见光 气态原子的外层电子
原子荧光
分子荧光 光谱法
紫外、可见光
分子
紫外可见吸收光谱分析课件PPT

目录
• 引言 • 基础知识 • 紫外可见吸收光谱分析原理 • 实验技术 • 应用实例 • 展望与未来发展
01
引言
课程目标
掌握紫外可见吸收光谱的基本原理和应用 学会使用紫外可见分光光度计进行实验操作 了解光谱分析在各个领域的应用和前景
课程大纲
第一章紫外可见Βιβλιοθήκη 收光谱的基本原理化学计量学
紫外可见吸收光谱在化学计量学中用于多元校正和模型构建,提高分析的准确 性和可靠性。
在生物学研究中的应用
生物分子相互作用
利用紫外可见吸收光谱可以研究生物分子之间的相互作用和结合 方式。
蛋白质结构分析
通过对蛋白质的紫外光谱进行分析,可以推断蛋白质的二级结构。
生物活性物质检测
紫外可见吸收光谱用于检测生物活性物质,如维生素、氨基酸等。
定量分析
通过测量物质在特定波长下的吸光度,可以计算 物质的浓度或含量。
吸收光谱的应用
01
有机化合物的鉴定
02
金属离子的测定
03
生物大分子的研究
通过比较已知化合物的吸收光谱, 可以鉴定未知有机化合物的结构。
通过测量金属离子在特定波长下 的吸光度,可以测定金属离子的 浓度。
通过分析生物大分子在紫外可见 区的吸收光谱,可以研究其结构 和功能。
第二章
紫外可见分光光度计的原理及使用方法
第三章
实验操作及数据分析
第四章
光谱分析的应用及前景
02
基础知识
光的性质
01
02
03
光的波动性
光是一种电磁波,具有波 动性质,包括振幅、频率 和波长等特征。
光的粒子性
光同时具有粒子性质,光 子是光的能量单位,可以 与物质发生相互作用。
紫外可见光光谱分析PPT课件

只能被真空紫外分光光度计检测到;
*
作为溶剂使用;
*
E K
R
n
E,B
第15页/共58页
b. n →σ*跃迁:
含非键电子(n电子)的饱和烃衍生物(含N、O、S和卤素等杂原子) ,它们除了 有σ→σ*跃迁外,还有n→σ*跃迁。跃迁能量较低,一般在200nm左右。
原子半径较大的硫或碘的衍生物n电子的能级较高,
第32页/共58页
一般来说,溶剂对于产生* 跃迁谱带的影响 表现为:溶剂的极性越强,谱带越向长波长方向位移。 这是由于大多数能发生* 跃迁的分子,激发态的极性 总是比基态极性大,因而激发态与极性溶剂之间发生相 互作用而导致的能量降低的程度就要比极性小的基态与 极性溶剂发生作用而降低的能量大,因此要实现这一跃 迁的能量也就小了。
第5页/共58页
一、紫外-可见光光谱的基本原理
分子可以吸收紫外-可见光区200-800nm的电磁波而产生的吸收光谱称紫外-可见 吸收光谱(Ultraviolet-Visible Absorption Spectra), 简称紫外光谱(UV)。
紫外可见光可分为3个区域: 远紫外区 10 - 190nm; 紫外区 190 - 400nm; 可见区 400 - 800nm;
机物分子中含有不饱和基团。这类含有π键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团 由双键或叁键体系组成,如乙烯基、羰基、乙炔基、亚硝基、偶氮基—N=N—等
第22页/共58页
b. 助色基(团): 有一些含有n电子的基团(如-OH、-OR、-NH2等),它们本身没有生色功能
(不能吸收λ>200nm的光),但当它们与生色团相连时,就会发生n—π共轭作用 ,增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动,且吸收强度增加),这样 的基团称为助色团。
课件紫外可见吸收光谱(共83张PPT)

T I I0
I 为透射光的强度
I0 为入射光的强度
A lgI0
lgT
I
1760年朗伯(Lambert)阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的 关系,即 A∝b
1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间 也具有类似的关系,即 A∝ c
二者的结合称为朗伯-比尔定律,其数学表达式为:
AlgTkbc
Abc
摩尔吸光系数ε的讨论:
(1)吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数; (2)不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波长等条件一定时 ,ε仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;
(3)同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长λmax 处的摩尔吸光系数,常以εmax表示。εmax表明了该吸收物质最大限度的
➢ 含有杂原子的不饱和化合物可以发生n→p*跃迁, 如含有羰基、硝基、亚硝基等
➢ n→p*跃迁所产生的吸收带称为R带
常用概念
➢ 发色团(或生色团):具有π电子的不饱和基团,即 可在紫外-可见光区产生吸收的官能团。如C=C、 C≡C、 C=O、-NO2等
➢ 助色团:有一些含有n电子的基团(如-OH、-NH2、OR、-SH、-Cl、-Br、-I等),它们本身没有生色功能
第二节
紫外-可见分光 光度计
UV-Vis spectrometer
一、基本组成
二、分光光度计的 类型
一、基本组成
1. 光源
➢ 要求:提供能量,激发被测物质分子使之产生价电子的跃迁, 从而产生电子光谱;在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光 谱;具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。
2. 有机化合物的紫外可见吸收光谱
紫外吸收光谱法PPT讲稿

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—
注:当出现几个发色团共轭,则几个发色团所产生的 吸收带将消失,代之出现新的共轭吸收带,其波 长将比单个发色团的吸收波长长,强度也增强
4.助色团:本身无紫外吸收,但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团
续前
2.分子吸收光谱的分类: 分子内运动涉及三种跃迁能级,所需能量大小顺序
E电 E振 E转 E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25m 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25m 红外吸收光谱
E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25m 远红外吸收光谱
✓ 基态与激发态:电子吸收能量,由基态→激发态 c ✓ 成键轨道与反键轨道:σ<π<n <π*<σ*
图示
b
➢ 电子跃迁类型:
1.σ→ σ*跃迁: ➢ 饱和烃(甲烷,乙烷) ➢ E很高,λ<150nm(远紫外区) 2. n → σ*跃迁: ➢ 含杂原子饱和基团(—OH,—NH2) ➢ E较大,λ150~250nm(真空紫外区) 3. π→ π*跃迁: ➢ 不饱和基团(—C=C—,—C = O ) ➢ E较小,λ~ 200nm ➢ 体系共轭,E更小,λ更大 4. n→ π*跃迁: ➢ 含杂原子不饱和基团(—C ≡N ,C= O ) ➢ E最小,λ 200~400nm(近紫外区)
3.光谱法与非光谱法的区别: ➢ 光谱法:内部能级发生变化
原子吸收/发射光谱法:原子外层电子能级跃迁 分子吸收/发射光谱法:分子外层电子能级跃迁 ➢ 非光谱法:内部能级不发生变化
紫外吸收光谱分析UVPPT课件

当取代基上具有的非键电子的基团与苯环的π电子体系共轭相 连时,无论取代基具有吸电子作用还是供电子作用,都将在不同 程度上引起苯的E2带和B带的红移。
当引入的基团为助色基团时,取代基对吸收带的影响大小与 取代基的推电子能力有关。推电子能力越强,影响越大。顺序为 -O->-NH2>-OCH3>-OH>-Br>-Cl>CH3
2.3.1 概述
紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet and Visible Spectroscopy, UV-VIS)统称为电 子光谱。
紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸 收200~800nm光谱区的辐射来进行分析测定的 方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道 上的电子在电子能级间的跃迁,广泛用于有机和无 机物质的定性和定量测定。
图2.23 紫外—可见吸收曲线
3
2.3.2 紫外吸收光谱的基本原理
1 电子跃迁类型
(1)σ→σ* 跃迁 指处于成键轨道上的σ电子吸收
光子后被激发跃迁到σ*反键轨道
(2)n→σ* 跃迁 指分子中处于非键轨道上的n电
子吸收能量后向σ*反键轨道的跃迁
(3)π→π* 跃迁 指不饱和键中的π电子吸收光波
能量后跃迁到π*反键轨道。
9
iii B—带 B带(取自德文:benzenoid band, 苯型谱带)。它
是芳香族化合物的特征吸收带。是苯环振动及π→π*
重叠引起的。在230~270nm之间出现精细结构吸收, 又称苯的多重吸收,如图2.20。 iv E-带 E带(取自德文:ethylenic band,乙烯型谱带)。 它也是芳香族化合物的特征吸收之一(图2.25)。E带 可分为E1及E2两个吸收带,二者可以分别看成是苯环
对位—OCH3取代 +25
紫外可见吸收光谱分析法 (2)PPT讲稿

第六章 紫外吸收光谱
分析法
第三节 吸收带类型与溶 剂效应
13:03:38
一、电子跃迁与吸收带类型
1. 电子跃迁类型
成键的价电子 σ键,σ电子 — σ成键轨道
外层电子
π键,π电子 — π成键轨道
非成键的价电子 — n 电子 — n 轨道
π* 反键轨道(激发态电子)
σ* 反键轨道(激发态电子)
④ 聚焦装置:透镜或凹面反射镜, 将分光后所得单色光聚焦至出射狭 缝; ⑤ 出射狭缝。
13:03:38
3.样品室
样品池、吸收池(比色皿)。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。
1cm 长方形测量池 两面透光
圆形测量池 两面透光
可拆卸圆形测量池 两面透光
气体测量池 两面透光
13:03:38
微量测量池 两面透光
分光光度计中常用的光源有两类: 钨灯、卤钨灯等:热辐射光源 ,可见光区,其辐射波长范
围在320~2500 nm。 氢灯、氘灯等: 气体放电光源,紫外光区,可使用波长的
有效范围为200~375nm 。
13:03:38
2.单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系 统。
① 入射狭缝:光源的光由此进入单色器; ② 准光装置:透镜或返射镜使入射光成为平行光束; ③ 色散元件:将复合光分解成单色光;棱镜或光栅;
2.双光束
光源发出光经单色器分光后,分解为强度相等的两束光,一束通过参比池, 另一束通过样品池,双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于 两束光同时分别通过参比池和样品池,因而能自动消除光源强度变化所引起的 误差。
13:03:38
13:03:38
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
§8.3紫外-可见分光光度计8.3.1主要部件8.3.2常见光路类型8.3.3一般光学性能51568.3.1紫外-可见分光光度计的主要部件•光源:提供能量激发被测物质•单色器:将来自光源的连续光谱按波长顺序色散,并从中分离出一定宽度的谱带,获得所需单色光•吸收池:盛放溶液并提供一定吸光厚度•检测器:检测光讯号,并将光讯号转变为电讯号•讯号处理及显示器:迅号放大、数学换算578.3.2紫外-可见分光光度计的光路类型➢单光束分光光度计光栅吸收池特点:一束单色光要求:光源稳定校零58➢双光束分光光度计光栅扇面镜参比池样品池I 0II 0扇面镜▪优点:减免光源不稳误差;改变波长不需校零;T = I /I 0▪缺点:不适于浑浊溶液的测定特点:两束同波长单色光59将单色器所得的单色辐射,用切光器分成两个光束,分别通过试样溶液和溶剂溶液,这两个光束可通过与前一切光器同步的另一切光器在不同时间内交替由一个检测器来接受,并通过一个光电计时信号系统把来自两个光束的信号加以比较,获得吸光度.60➢双波长分光光度计单色器1单色器2样品池∆A =A 1-A 2λ1λ2特点:两束不同波长单色光优点:无需参比;可测浑浊溶液;可得一阶导数光谱➢双重单色器分光光度计▪特点:经先后两次分光▪优点:单色光较纯,杂散光降得很低(<0.001%)➢光多道二极管阵列检测器分光光度计▪特点:多个二极管阵列紧密排列作为检测器▪优点:扫描时间极短,1/10秒内完成一张紫外-可见全光光谱62§8.4UV-vis定量分析方法8.4.1单组分定量分析方法8.4.2多组分定量分析方法8.4.3光电比色法63648.4.1单组分定量分析方法⏹测定波长的选择原则➢吸光系数要大(λmax )➢尽可能不选末端吸收➢尖峰>平坦峰➢测定波长>溶剂截止波长∆λ∆A 尖∆A 平>☑单组分定量分析方法吸光系数法校正曲线法对照法658.4.1-1吸光系数法✷适用:单色光较纯,符合Beer 定律✷方法:▪绝对法:▪比较法:66UV-vis单组分定量分析方法:吸光系数法(例题)例1:VB 12λmax 361nm:E 1%1cm =207, A =0.414, l =1cm ,求C =?g/100ml例2:样品VB 1225.0mg →1000ml ,λmax 361nm :A =0.507,l =1cm ,求VB 12 (%)=?C =25mg/1000ml=0.0025g/100ml=20μg/ml678.4.1-2校正/标准/工作曲线法✷适用:单色光不纯,不完全符合L-B 定律(曲线不过零点,线性稍差)✷方法:标准序列固定条件A ~C 曲线样品同上条件A xC x曲线回归方程:A=ElC=KCA x校正曲线法示意图C x68UV-vis 单组分定量分析方法:校正曲线法(例题)例3:芦丁的含量测定:标准品(0.200mg/ml)0~5ml →25ml样品3.0mg →25ml0.710mg/25ml0.845回归方程:A =0.0105+1.162C (r =0.9996)698.4.1-3对照法(外标一点法)✷适用:线性关系较好✷要求:相同测定条件C s 与C x 相近✷方法:对照法示意图A s =EC s l ;A x =EC x l70UV-vis 单组分定量分析方法:对照法(例题)例4: VB 12的含量测定VB 12注射液:2.50mL →10.00mL 对照品溶液:25.00mg →1000mLλmax 361nm:l =1cm,A x =0.508,A s =0.518,求C=?①对照法:②吸光系数法:C =98.2mg/LC =0.00982g/100ml =98.2mg/L71UV-vis 测定一元弱酸HA 的K a酸式体:A HA =εHA C碱式体:A A -=εA -CA =A HA +A A -=εHA [HA]+εA -[A -]73✧两组分混合物的吸收光谱➢吸收峰互不重叠a 、b 互不干扰➢吸收峰部分重叠a 对b 干扰,b 对a 无干扰λ1:A 1a →单组分定量C a =A 1a /E 1a l λ2:A 2a+b =A 2a +A 2b =E 2a C a l+E 2b C b lλ1:A 1a →单组分定量C a =A 1a /E 1a l λ2:A 2b →单组分定量C b =A 2b /E 2b l748.4.2-1等吸收双波长消去法吸光度加和性✷适用:浑浊溶液、吸收光谱重叠的混合组分✷原理:双波长型分光光度计∆A=A 2-A 1=(ε2–ε1)Cl=KC ❶干扰组分b :∆A b =A 1b -A 2b =0❷待测组分a :∆A a 较大☑选择波长λ1和λ2的两个基本条件:➢吸收峰相互重叠a 、b 互有干扰75等吸收双波长消去法示意图(消去b ,测定a )λ2λ1A 1b =A 2b∆A a76UV-vis 多组分定量分析方法:等吸收双波长消去法(消a 测b )等吸收双波长消去法示意图(消去a ,测定b )λ2λ1A 1a =A2a ∆A b无需空白参比,可消除本底吸收及浑浊干扰,显著提高测定灵敏度和准确度。
778.4.3光电比色法✆显色反应的类型:配位反应、氧化还原反应、缩合反应、重氮化偶合反应显色反应的要求▪化学计量关系确定▪组成恒定,化学性质稳定▪选择性好(∆λmax ≥60nm)▪试剂和产物的吸收区别明显(∆λmax ≥60nm)▪灵敏度高(ε=103~105)可见分光光度法可见分光光度法:对能吸收可见光的有色溶液进行测定的方法。
78光电比色法的显色反应条件➢试剂(显色剂):灵敏度、稳定性、选择性▪用量:一般过量;影响产物组成NH 4SCN 作显色剂测Fe 3+:0.01mol/L :Fe 3++SCN -→Fe(SCN)2+淡红色0.1mol/L :Fe 3++2SCN -→Fe(SCN)2+淡血红色≥0.2mol/L :Fe 3++4SCN -→Fe(SCN)4-血红色➢溶剂▪控制:条件实验(A -C ) ▪影响物质对光的吸收▪显色反应产物稳定性▪控制:有机溶媒可提高生成物稳定性79➢酸碱度▪酸度过大:影响配合物离解▪酸度太小:金属离子水解沉淀▪不同pH 范围:生成配合物颜色不同▪控制:条件实验(A -pH);缓冲溶液➢时间▪时间太短:反应不完全▪时间太长:有色配合物再次分解▪控制:条件实验(A -t)➢温度▪影响反应速度▪合适温度:促使正反应迅速完全;防止副反应发生▪控制:条件实验(A -T)80UV-vis定量分析方法小结单组分定量分析方法▪吸光系数法▪校正曲线法▪对照法多组分定量分析方法▪双波长法▪导数光谱法光电比色法(单色光较纯)(单色光不纯)(线性关系较好)(等吸收双波长消去法、系数倍率法)(显色反应条件)81UV-vis 定性及结构分析定性鉴别的一般方法(光谱比较法)纯度检测方面的应用有机化合物结构研究82✧UV-vis 定性鉴别定性鉴别的依据:▪吸收峰数目▪吸收峰位置λmax ▪吸收峰强弱εmax ▪吸收光谱形状吸收光谱的特征定性鉴别的一般方法:标准对比法✓比较光谱特征数据——λmax 、λmin 、λsh ✓比较A (或εmax )的比值✓比较光谱一致性➢对比吸收光谱特征数据安宫黄体酮(M=386.53)炔诺酮(M=298.43)max max 334484➢对比吸光度(或吸光系数)比值✷适用:存在几个吸收峰的样品,可消除仪器、浓度、厚度或其它原因造成的误差。
V-B 12鉴别: max =278、361、550(nm)中国药典规定:A 361/A 278= 1.7~1.88A 361/A 550= 3.15~3.4585➢杂质检查✧UV-vis 纯度检测▪吸收峰位置:化合物无吸收→杂质有吸收→检出▪吸光系数变化:化合物强吸收▪吸收光谱变形杂质无(弱)吸收→吸光系数↓杂质吸收更强→吸光系数↑86肾上腺素与肾上腺酮的紫外吸收光谱λmax =310nm肾上腺酮肾上腺素87▪峰谷吸光度比值药典规定:C =2mg/ml,l =1cm, λmax =310nm,A ≤0.05杂质吸收峰处无(弱)吸收吸收谷处有吸收89➢不饱和脂肪族化合物▪孤立双键:CH 2=CH 2( λmax =193nm)▪共轭双键:CH 2=CH —CH=CH 2(λmax =220nm, ε>104)(π→π*)在不饱和烃类分子中,除含有σ键外,还含有π键,它们可以产生σ→σ*和π→π*两种跃迁.π→π*跃迁的能量小于σ→σ*跃迁.例如,在乙烯分子中,π→π*跃迁最大吸收波长为180nm.在不饱和烃类分子中,当有两个以上的双键共轭时,随着共轭系统的延长,π→π*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动,吸收强度也随之增强.在共轭体系中,π→π*跃迁产生的吸收带又称为K 带.90➢羰基化合物❖>C=O 基团主要可产生π→π*、n →σ* 、n →π*三个吸收带,n →π*吸收带又称R 带,落于近紫外或紫外光区.醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物,如酯、酰胺等,都含有羰基.由于醛酮这类物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异,因此它们n →π*吸收带的光区稍有不同.❖羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n →π*吸收带,但是,羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连结含有未共用电子对的助色团,如-OH 、-Cl 、-OR 等,由于这些助色团上的n 电子与羰基双键的π电子产生n →π共轭,导致π*轨道的能级有所提高,但这种共轭作用并不能改变n 轨道的能级,因此实现n →π* 跃迁所需的能量变大,使n →π*吸收带蓝移至210nm 左右.91➢含孤立助色团和生色团的饱和有机化合物▪孤立助色团:n →σ*跃迁,λ长▪孤立生色团:n →π*(275~295nm), n →σ*(~190nm),π→π*(150~180nm)➢α、β-不饱和醛、酮、酸和酯▪共轭C=C :K 带(λmax =200~260nm ,ε>104)▪C=O :R 带(λmax =310~350nm ,ε<100)▪共轭→K 带、R 带都长移•酸、酯的K 带比醛、酮长移得多•酸、酯的R 带比醛、酮长移得少93B 带和E 带苯的B 带吸收光谱苯蒸气苯的乙醇溶液苯异丙烷溶液的紫外吸收光谱B 带E 1带E 2带95不同溶剂对苯酚吸收光谱的影响环己烷己醇NaOH(0.1mol/L)98➢推断官能团(可能性)✡有机化合物分子结构研究▪220~800nm 无吸收峰:脂肪族饱和化合物或仅含一个双键的烯烃▪270~350nm 弱吸收:羰基▪250~300nm 中等强度吸收,重心~256nm :苯环▪210~250nm 强吸收:含有两个双键的共轭系统▪260~350nm 强吸收:3~5个共轭系统▪化合物有色:共轭生色团≥5▪吸收峰延伸至可见光区:长链共轭或稠环化合物99松香酸左旋松香酸S-trans 构型S-cis 构型(nm) 283 273 max 15100 7100VK 11,4-萘醌λmax (nm) 249,260,325 250,330lg ε 4.28,4.26,3.28 4.6,3.8❖UV-vis重点内容小结☑掌握➢基本概念:电子跃迁类型、生色团与助色团、透光率与吸光度➢基本理论:✓吸收带类型、特点及影响因素✓Lambert-Beet定律的物理意义、数学表达式及偏离因素✓吸光系数的物理意义、表达形式及其相互关系和有关计算✓紫外-可见分光光度法单组分定量的各种方法104 熟悉▪紫外-可见分光光度计的基本部件、工作原理及光路类型▪紫外-可见分光光度法多组分定量方法▪用紫外吸收光谱进行定性鉴别及纯度检测的各种方法✧了解•光电比色法的原理及应用•紫外吸收光谱与有机物分子结构的关系105。