1、第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法Ultraviolet-visible Absorption Spectrometry了解了解UVUV吸收光譜產生吸收光譜產生的的機理機理理解化合物電子能級躍遷的類型和特點理解化合物電子能級躍遷的類型和特點掌握光吸收定律的應用及測量條件的選擇掌握光吸收定律的應用及測量條件的選擇了解了解UVUV分光光度計的基本結構和工作原理分光光度計的基本結構和工作原理掌握掌握UVUV分光光度法在定量分析中的應用分光光度法在定量分析中的應用知識目標知識目標能解釋物質產生不同顏色的原因；能解釋物質產生不同顏色的原因；能操作能操作使用使用UVUV分光光度計；

2、分光光度計；能應用能應用UVUV吸收光譜法吸收光譜法進行物質的定量分析。進行物質的定量分析。能力目標能力目標T紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法（紫外紫外- -可見分光光度法可見分光光度法）：基于物質基于物質對對200-800nm200-800nm光譜區輻射的吸收特性建立起來的方法光譜區輻射的吸收特性建立起來的方法。T特點：特點：T靈敏度高。靈敏度高。可以測定可以測定1010-7-7- -1010-4-4gmLgmL-1-1的微量組分。的微量組分。T準確度較高。準確度較高。其相對誤差一般在其相對誤差一般在1%-5%1%-5%之內。之內。T儀器價格較低，操作簡便、快速。儀器價格較低，操作

3、簡便、快速。T應用范圍廣。應用范圍廣。 第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法吸收光譜產生的原因吸收光譜產生的原因光光是是一種電磁波一種電磁波光光具有具有波粒二象性波粒二象性當光子的能量與分子的當光子的能量與分子的 E E匹配時，會吸收光子匹配時，會吸收光子 E = hu u = hc/l l 第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法c = 2.998108 ms-1h = 6.62610-34 Js第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法電子能級躍遷電子能級躍遷分子光譜、帶狀光譜分子光譜、帶狀光譜T物質顏色和其吸收光關系物質顏色和其吸收

4、光關系T單色光：單色光：具有同一波長（或頻率）的光。具有同一波長（或頻率）的光。T復合光：復合光：由不同波長的光組合而成的光，如白光。由不同波長的光組合而成的光，如白光。T互補色光：互補色光：兩種顏色的光按一定強度比例混合得到白光，這兩種顏色的光按一定強度比例混合得到白光，這兩種顏色的光稱為互補色光。兩種顏色的光稱為互補色光。第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法互互 補補 色色光光 示示 意意 圖圖 藍藍450-480450-480 紫紫400-450400-450 紅紅650-780650-780綠藍綠藍480-490480-490藍綠藍綠490-500490-500

5、黃綠黃綠560-580560-580 黃黃580-610580-610 橙橙610-650610-650白光白光第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法溶液顏色與吸收光顏色和波段的關系溶液顏色與吸收光顏色和波段的關系第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法物質顏色的產生物質顏色的產生固體物質的顏色：固體物質的顏色：黑色：黑色：對各種波長的光完全吸收。對各種波長的光完全吸收。白色：白色：完全反射，沒有吸收。完全反射，沒有吸收。物質呈現的顏色與其反射或透過光的顏色有關。物質呈現的顏色與其反射或透過光的顏色有關。溶液的顏色：溶液的顏色：無色透明：無色透明：各種顏色

6、的光透過程度完全相同。各種顏色的光透過程度完全相同。物質呈現的顏色是它吸收光的互補色光。物質呈現的顏色是它吸收光的互補色光。第第3 3章章 紫外紫外- -可見吸收光譜法可見吸收光譜法物質對光選擇性吸收物質對光選擇性吸收紫外吸收光譜：紫外吸收光譜：200 200 400 nm400 nm可見吸收光譜：可見吸收光譜：400 400 800 nm800 nm兩者都屬電子光譜。兩者都屬電子光譜。吸收光譜吸收光譜吸收曲線吸收曲線AA曲線曲線 3.1 3.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜I0 = Ir + It + IaI0 = It + IaI0IrItIa T = It / I0 , T:

7、透射比或透光度透射比或透光度 A=lg (I0 / It )lg(1/T), A:吸光度吸光度朗伯定律（朗伯定律（17601760年）：年）：光吸收與溶液層厚度成正比光吸收與溶液層厚度成正比比爾定律（比爾定律（18521852年）：年）：光吸收與溶液濃度成正比光吸收與溶液濃度成正比光譜定量依據光譜定量依據：LamberLamber-Beer(-Beer(朗伯朗伯- -比耳比耳) )定律定律 3.1 3.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜朗伯朗伯比耳定律比耳定律一束平行單色光垂直照射到溶液上：一束平行單色光垂直照射到溶液上： T-T-透過率透過率b-b-液層厚度（光程長度液層厚度（光程長

8、度/cm/cm）I It t-透射光強透射光強A = lg(I0/It) = -lgT = KbcA-A-吸光度吸光度K K比例常數比例常數c-c-被測物濃度被測物濃度I I0 0-入射光強入射光強3.1 3.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 平行單色光平行單色光 均相介質均相介質 無發射、散射或光化學反應無發射、散射或光化學反應比例常數比例常數KA = e e bc e e：摩爾吸光系數摩爾吸光系數A = K Kbcc: molL-1e e 表示物質的濃度為表示物質的濃度為1molL1molL-1-1，液層厚度為液層厚度為1cm1cm時溶液的吸時溶液的吸光度。單位：光度。單位： (

9、Lmol(Lmol-1-1 cm cm-1-1) ) c: gL-1A = abc a: : （質量）（質量）吸光系數吸光系數3.1 3.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜A1 = e e1bc1A2 = e e2bc2A = e e1bc1+ e e2bc2 8吸光度的加和性吸光度的加和性8在某一波長，溶液中含有在某一波長，溶液中含有對該波長的光產生吸收的多對該波長的光產生吸收的多種物質，溶液的總吸光度等種物質，溶液的總吸光度等于溶液中各個吸光物質的吸于溶液中各個吸光物質的吸光度之和光度之和。3.1 3.1 紫外紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜紫外光波長紫外光波長：1010400n

10、m400nm遠紫外光遠紫外光波長：波長：1010200nm200nm近紫外光近紫外光波長：波長：200200400nm400nm3 3.1.1 .1.1 有機化合物的紫外有機化合物的紫外- -可見吸收光譜可見吸收光譜 有機化合物分子中外層價電有機化合物分子中外層價電子躍遷子躍遷： 電子、電子、 電子、電子、n n電子電子外層電子吸收紫外或可見輻外層電子吸收紫外或可見輻射后，從基態向激發態射后，從基態向激發態（反鍵反鍵軌道軌道）躍遷。躍遷。躍遷所需能量躍遷所需能量 大小順序大小順序：n n n n 10104 4。 3 3.1.2 .1.2 無機化合物的紫外無機化合物的紫外- -可見吸收光譜可見

11、吸收光譜生色團：生色團：分子中能吸收紫外或可見光的基團，實際上分子中能吸收紫外或可見光的基團，實際上它它是一些是一些具有不飽和鍵和含有孤對電子的基團。具有不飽和鍵和含有孤對電子的基團。 3 3.1.3 .1.3 常用術語常用術語特點：特點：同一個化合物的數個生色團，若不共軛，則吸收光譜包含這同一個化合物的數個生色團，若不共軛，則吸收光譜包含這些生色團原有的吸收帶，且位置及強度相互影響不大。些生色團原有的吸收帶，且位置及強度相互影響不大。若彼此共軛體系，原來各自生色團的吸收帶消失，同時出現若彼此共軛體系，原來各自生色團的吸收帶消失，同時出現新的吸收帶，位置在較長的波長處，且吸收強度顯著增加，這新

12、的吸收帶，位置在較長的波長處，且吸收強度顯著增加，這一現象稱為生色團的一現象稱為生色團的共軛效應共軛效應。 3 3.1.3 .1.3 常用術語常用術語助色團：助色團：本身不產生吸收峰，但與生色團相連時，能使生色本身不產生吸收峰，但與生色團相連時，能使生色團的吸收峰向長波方向移動，且使其吸收強度增強的基團。例團的吸收峰向長波方向移動，且使其吸收強度增強的基團。例如如 OHOH、 OROR、 NH2NH2、 SHSH、 ClCl、 BrBr、 I I等。等。紅移和藍移：紅移和藍移：因取代基的變更或溶劑的改變，使吸收帶的最因取代基的變更或溶劑的改變，使吸收帶的最大吸收波長大吸收波長l lmaxmax

13、向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱為藍移。為藍移。增色效應和減色效應：增色效應和減色效應：最大吸收帶的摩爾吸光系數最大吸收帶的摩爾吸光系數e emaxmax增加時增加時稱為增色效應；反之稱為減色效應。稱為增色效應；反之稱為減色效應。強帶和弱帶：強帶和弱帶：e emaxmax 10104 4的吸收帶稱為強帶；的吸收帶稱為強帶；e emaxmax 10103 3的吸收的吸收帶稱為弱帶。帶稱為弱帶。3 3.1.3 .1.3 常用術語常用術語R R帶：帶：由含雜原子的生色團的由含雜原子的生色團的n n* *躍遷所產生的吸收帶。躍遷所產生的吸收帶。特點特點是

14、是強度較弱，一般強度較弱，一般ee100100，吸收峰通常位于，吸收峰通常位于200 400 nm200 400 nm之間。之間。K K帶：帶：由共軛體系的由共軛體系的* *躍遷所產生的吸收帶。其特點是吸收強躍遷所產生的吸收帶。其特點是吸收強度大，一般度大，一般ee10104 4，吸收峰位置一般處于，吸收峰位置一般處于217 280 nm217 280 nm范圍內。范圍內。B B帶：帶：由芳香族由芳香族化合物化合物的的* *躍遷而產生的精細結構吸收帶。躍遷而產生的精細結構吸收帶。 B B帶是芳香族化合物的特征吸收，但在極性溶劑中時精細結構消失或帶是芳香族化合物的特征吸收，但在極性溶劑中時精細結

15、構消失或變得不明顯。變得不明顯。E E帶：帶：由芳香族化合物的由芳香族化合物的* *躍遷所產生的吸收帶，也是芳香族躍遷所產生的吸收帶，也是芳香族化合物的特征吸收，可分為化合物的特征吸收，可分為E1E1和和E2E2帶。帶。3 3.1.3 .1.3 常用術語常用術語8共軛效應：共軛效應：共軛效應使共軛體系形成大共軛效應使共軛體系形成大 鍵，結果使各能級間的鍵，結果使各能級間的能量差減小，從而躍遷所需能量也就相應減小，因此共軛效應使吸能量差減小，從而躍遷所需能量也就相應減小，因此共軛效應使吸收波長產生紅移。收波長產生紅移。8共軛不飽和鍵越多，紅移越明顯，同時吸收強度也隨之加強。共軛不飽和鍵越多，紅移

16、越明顯，同時吸收強度也隨之加強。3 3.1.4 .1.4 影響紫外影響紫外- -可見吸收光譜的因素可見吸收光譜的因素溶劑效應：溶劑效應：溶劑極性對光譜精細溶劑極性對光譜精細結構的影響結構的影響溶劑化限制了溶質分子的自由轉溶劑化限制了溶質分子的自由轉動，使轉動光譜表現不出來。動，使轉動光譜表現不出來。溶劑的極性越大，溶劑與溶質分溶劑的極性越大，溶劑與溶質分子間產生的相互作用就越強，溶質子間產生的相互作用就越強，溶質分子的振動也越受到限制，因而由分子的振動也越受到限制，因而由振動而引起的精細結構也損失越多振動而引起的精細結構也損失越多。 3 3.1.4 .1.4 影響紫外影響紫外- -可見吸收光譜

17、的因素可見吸收光譜的因素T溶劑極性對溶劑極性對* *和和n n* *躍躍遷譜帶的影響遷譜帶的影響：T溶劑極性增大，由溶劑極性增大，由* *躍躍遷產生的吸收帶發生紅移，遷產生的吸收帶發生紅移， n n* *躍遷產生的吸收帶發生躍遷產生的吸收帶發生藍移藍移3 3.1.4 .1.4 影響紫外影響紫外- -可見吸收光譜的因素可見吸收光譜的因素溶劑的選擇：溶劑的選擇：盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；很好地溶解被測物，溶液具有良好的化學和光化學穩定性；很好地溶解被測物，溶液具有良好的化學和光化學穩定性；溶劑在樣品的吸收光譜區無明顯吸收。溶劑在樣品的吸收光譜區無明顯吸收。pH

18、pH值的影響：值的影響：如果化合物在不同的如果化合物在不同的pHpH值下存在的型體不同，則其吸收峰的值下存在的型體不同，則其吸收峰的位置會隨位置會隨pHpH值的改變而改變。值的改變而改變。 3 3.1.4 .1.4 影響紫外影響紫外- -可見吸收光譜的因素可見吸收光譜的因素3.2.13.2.1儀器的基本構造儀器的基本構造由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統五個部由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統五個部分構成。分構成。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計光源光源碘碘鎢鎢燈燈氘氘燈燈單色器單色器測量池測量池參比池參比池樣品池樣品池 光光電電倍倍增增管管數據

19、處理和儀器控制數據處理和儀器控制3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計X 1 1、光源光源X 主要作用：主要作用：提供激發能，使待測分子產生光吸收。提供激發能，使待測分子產生光吸收。X 基本要求：基本要求：提供足夠輻射強度的連續光譜、良好的穩定性、提供足夠輻射強度的連續光譜、良好的穩定性、較長的使用壽命，輻射光強度隨波長的變化應盡可能小。較長的使用壽命，輻射光強度隨波長的變化應盡可能小。X 常用光源：常用光源：X 可見區可見區：鎢絲燈或碘鎢燈，波長范圍：鎢絲燈或碘鎢燈，波長范圍320 3200nm320 3200nm。X 紫外區：紫外區：氫燈或氘燈，波長范圍氫燈或氘燈，波

20、長范圍200375nm200375nm。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計紫外光源紫外光源-氘燈氘燈(185-375 nm)(185-375 nm)可見光源可見光源-鎢燈鎢燈(320-1000nm)(320-1000nm)3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計X 2 2、單色器單色器X 主要作用：主要作用：從復合光中分出波長可調的單色光。從復合光中分出波長可調的單色光。X 單色器組成：單色器組成：由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反

21、射鏡使入射由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等組成。光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等組成。X 單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和光柵），起分光單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和光柵），起分光的作用。的作用。X 光譜帶寬：光譜帶寬：經過出射狹縫的單色光的光譜寬度（經過出射狹縫的單色光的光譜寬度（26nm26nm）。）。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計83 3、吸收池（比色皿）吸收池（比色皿）8主要作用：主要作用：用于盛放液態樣品，允許入

22、射光速通過。用于盛放液態樣品，允許入射光速通過。8吸收池分類：吸收池分類：石英（可見、紫外光區）、玻璃（可見光區）。石英（可見、紫外光區）、玻璃（可見光區）。8吸收池規格：吸收池規格：幾毫米到幾厘米。幾毫米到幾厘米。8要求：要求：吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向。8吸收池應做配套性試驗。吸收池應做配套性試驗。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計8吸收池主要規格吸收池主要規格：80.5cm0.5cm、1.0cm1.0cm、2.0cm2.0cm、3.0cm3.0cm、5.0cm5.0cm。8注意事項：注意事項：手執兩側的手執兩側的毛面

23、，盛放液體高度四分毛面，盛放液體高度四分之三。之三。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計可拆卸圓形測量池可拆卸圓形測量池兩面透光兩面透光圓形測量池圓形測量池兩面透光兩面透光1cm 1cm 長方形測量池長方形測量池兩面透光兩面透光氣體測量池氣體測量池兩面透光兩面透光微量測量池微量測量池兩面透光兩面透光流動測量池流動測量池兩面透光兩面透光3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計4 4、檢測器檢測器作用：作用：檢測單色光通過溶液后透射光的強度，并將光信號轉變檢測單色光通過溶液后透射光的強度，并將光

24、信號轉變為電信號。為電信號。要求：要求：較高的靈敏度；響應快；線性關系好、線性范圍寬；較高的靈敏度；響應快；線性關系好、線性范圍寬； 對不同波長輻射響應性能相同、可靠；良好的穩定性和低水平對不同波長輻射響應性能相同、可靠；良好的穩定性和低水平噪音。噪音。常用的光電轉換元件：光電池、光電管和光電倍增管等。常用的光電轉換元件：光電池、光電管和光電倍增管等。 3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計 光電池光電池 光電管光電管 光電倍增管光電倍增管 3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計各部件作用及

25、材料各部件作用及材料3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3.2.2 3.2.2 儀器類型儀器類型單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和多通道分光光度計。計和多通道分光光度計。3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計單光束單光束雙光束雙光束雙波長雙波長3 3.2 .2 紫外紫外- -可見分光光度計可見分光光度計多通道多通道3 3.3.1. .3.1. 定性分析定性分析 定定性分析的依據：性分析的依據：吸收光譜的形狀吸收光譜的形狀

26、、吸收峰的數目、吸收峰的數目、maxmax( ( ) )、maxmax定性分析方法缺陷：定性分析方法缺陷：只能定性分析化合物所具有的生色團與助色團；只能定性分析化合物所具有的生色團與助色團；光譜信息在紫外光譜信息在紫外- -可見光譜范圍重疊現象嚴重。可見光譜范圍重疊現象嚴重。3.3 3.3 紫外紫外- -可見吸收光譜法的應用可見吸收光譜法的應用對無機元素的定性分析應用較少。對無機元素的定性分析應用較少。有機化合物定性鑒定和結構分析：有機化合物定性鑒定和結構分析：光譜簡單，特征性不強，大光譜簡單，特征性不強，大多數簡單官能團在近紫外光區只有微弱吸收或者無吸收，應用有多數簡單官能團在近紫外光區只有

27、微弱吸收或者無吸收，應用有局限性。局限性。主要適用于不飽和有機化合物主要適用于不飽和有機化合物，尤其是共軛體系的鑒定，以此，尤其是共軛體系的鑒定，以此推斷未知物的骨架結構。推斷未知物的骨架結構。配合紅外光譜、核磁共振譜、質譜等進行定性鑒定和結構分析配合紅外光譜、核磁共振譜、質譜等進行定性鑒定和結構分析，是一個十分有用的輔助方法。，是一個十分有用的輔助方法。 3 3.3.1. .3.1. 定性分析定性分析比較法比較法：在相同的測定條件（儀器、溶劑、在相同的測定條件（儀器、溶劑、pHpH等）下，比較未知純試等）下，比較未知純試樣與已知標準物的吸收光譜曲線，如果它們的吸收光譜曲線完全樣與已知標準物的

28、吸收光譜曲線，如果它們的吸收光譜曲線完全等同，則可以認為待測樣品與已知化合物有相同的生色團。等同，則可以認為待測樣品與已知化合物有相同的生色團。 借助于前人匯編的以實驗結果為基礎的各種有機化合物的紫外借助于前人匯編的以實驗結果為基礎的各種有機化合物的紫外- -可見光譜標準譜圖，或有關電子光譜數據表。可見光譜標準譜圖，或有關電子光譜數據表。3 3.3.1.1 .3.1.1 比較法比較法X 標準吸收光譜譜圖標準吸收光譜譜圖X Sadtler. Sdandard Spectra (Ultraviolet). Heyden, London, 1978. 共收集了46000種化合物的紫外吸收光譜X R.

29、 A. Friedel and M. Orchin, Ultraviolet Spectra of Aromatic Compounds, Wiley, New York, 1951. 共收集了579種芳香化合物的紫外吸收光譜X Kenzo. Hirayama, Handbook of Ultraviolet and Visible Absorption Spectra of Organic Compounds, New York, Plenum, 1967X M. J. Kamlet, Organic Electronic Spectra Data, Vol. 1,19461952, Int

30、erscience，19603 3.3.1.1 .3.1.1 比較法比較法d1 1Woodward-Woodward-FieserFieser經驗規則經驗規則d計算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物計算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物* *躍遷最大吸躍遷最大吸收波長的經驗規則。收波長的經驗規則。d計算時，先從未知物的母體對照表得到一個最大吸收的基數，計算時，先從未知物的母體對照表得到一個最大吸收的基數，然后對連接在母體中然后對連接在母體中 電子體系電子體系( (即共軛體系即共軛體系) )上的各種取代基以及上的各種取代基以及其他結構因素按表所列的數值加以修正，得到該化合物的最大吸其他結構因素按

31、表所列的數值加以修正，得到該化合物的最大吸收波長。收波長。3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算法最大吸收波長計算法3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算法最大吸收波長計算法82 2FieserFieser-Kuhn-Kuhn經驗規則經驗規則8如果一個多烯分子中含有四個以上的共軛雙鍵，則其在己烷中如果一個多烯分子中含有四個以上的共軛雙鍵，則其在己烷中的的l lmaxmax和和e emaxmax值可按值可按FieserFieser-Kuhn-Kuhn經驗規則來計算：經驗規則來計算：8l lmaxmax=114+5M+n(48.01.7n)-19.5R=114+5M+n(4

32、8.01.7n)-19.5R環內環內-10R-10R環外環外8e emaxmax=1.74=1.74 104104 n n8MM為取代烷基數，為取代烷基數，n n為共軛雙鍵數，為共軛雙鍵數，R R環內環內為有環內雙鍵的環數為有環內雙鍵的環數，R R環外環外為有環外雙鍵的環數。為有環外雙鍵的環數。 3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算法最大吸收波長計算法3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算法最大吸收波長計算法3 3ScottScott經驗規則經驗規則3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算法最大吸收波長計算法3 3.3.1.2 .3.1.2 最大吸收波長計算

33、法最大吸收波長計算法3 3.3.2.1 .3.2.1 順反異構體的判別順反異構體的判別 順式異構體的順式異構體的l lmaxmax比反式異構體的小。比反式異構體的小。 3 3.3.2.2 .3.2.2 互變異構體的測定互變異構體的測定 3 3.3.2 .3.2 結構分析結構分析3 3.3.2.3 .3.2.3 構象的判別構象的判別 - -鹵代環己酮有兩種構象：鹵代環己酮有兩種構象：CXCX鍵可為直立鍵（鍵可為直立鍵（I I），也可為），也可為平伏鍵（平伏鍵（II II）。）。前者前者C=OC=O上的上的 電子與電子與CXCX鍵的鍵的 電子重疊較后者大，因此前者電子重疊較后者大，因此前者的的l

34、lmaxmax比后者大。比后者大。據此可以區別直立鍵和平伏鍵，從而確定待測物的構象。據此可以區別直立鍵和平伏鍵，從而確定待測物的構象。 3 3.3.2 .3.2 結構分析結構分析定量定量依據：依據：朗伯朗伯- -比耳定律。比耳定律。在一定波長處被測定物質的吸光度與其濃度呈線性關系。在一定波長處被測定物質的吸光度與其濃度呈線性關系。3 3.3.3.1 .3.3.1 單組分定量方法單組分定量方法 吸光系數法（絕對法）吸光系數法（絕對法） 標準對照法標準對照法 C Cx x= =A Ax xC CS S/A/As s特點：特點：操作簡單，但誤差較大，數據不可靠。操作簡單，但誤差較大，數據不可靠。3

35、3.3.3.3 3 定量分析定量分析標準曲線法：標準曲線法：配制一系列不同濃度的標準溶液配制一系列不同濃度的標準溶液；以不含被測組分的空白溶液為參比，測定標準溶液的吸光度以不含被測組分的空白溶液為參比，測定標準溶液的吸光度；在符合朗伯在符合朗伯- -比耳定律的濃度范圍內繪制吸光度比耳定律的濃度范圍內繪制吸光度- -濃度曲線濃度曲線；得到標準曲線的線性回歸方程得到標準曲線的線性回歸方程；在相同條件下測定未知試樣的吸光度在相同條件下測定未知試樣的吸光度；通過線性回歸方程便可求得未知試樣的濃度。通過線性回歸方程便可求得未知試樣的濃度。 3 3.3.3.1 .3.3.1 單組分定量方法單組分定量方法

36、3 3.3.3.1 .3.3.1 單組分定量方法單組分定量方法 標準加入法標準加入法一次標準加入法一次標準加入法取相同體積的試樣溶液兩份，分別移入容量瓶取相同體積的試樣溶液兩份，分別移入容量瓶A A和和B B中，另取中，另取一定量的標準溶液加入一定量的標準溶液加入B B瓶中，然后將兩份溶液稀釋至刻度。瓶中，然后將兩份溶液稀釋至刻度。在相同條件下測定在相同條件下測定A A待測液：待測液：c cx x-A-Ax x待測液待測液+ +標準溶液：標準溶液：c cx x + c+ cs s-A-Ax+sx+sc cx x = A= Ax x c cs s/ /（A Ax+s x+s - A- Ax x

37、）3 3.3.3.1 .3.3.1 單組分定量方法單組分定量方法 復雜樣品分析復雜樣品分析多次標準加入法多次標準加入法X具體操作：具體操作：取若干份體積相同取若干份體積相同的待測試樣溶液，分別置于等的待測試樣溶液，分別置于等體積的容量瓶中，從第二份開體積的容量瓶中，從第二份開始分別按比例加入待測組分標始分別按比例加入待測組分標準溶液，定容。準溶液，定容。X溶液濃度分別為溶液濃度分別為cx 、cx+ cs1 、 cx+ cs2、cx+ cs3 ，在相同條件，在相同條件下分別測定吸光度下分別測定吸光度Ax、A1、 A2、 A3。標準加入工作曲線法標準加入工作曲線法3 3.3.3.1 .3.3.1

38、單組分定量方法單組分定量方法 3 3.3.3.2 .3.3.2 多組分定量方法多組分定量方法根據吸光度具有加和性的特點，在同一試樣中可以測定兩種或根據吸光度具有加和性的特點，在同一試樣中可以測定兩種或兩種以上的組分。兩種以上的組分。 3 3.3.3.3 3 定量分析定量分析X3 3.3.3.3 .3.3.3 導數分光光度法導數分光光度法X根據朗伯根據朗伯- -比耳定律，吸光度是波長的函數比耳定律，吸光度是波長的函數X A A = = e e( (l l) )l lc cX將吸光度對波長進行將吸光度對波長進行n n次求導，得次求導，得X吸光度的任一階導數值都與吸光物質的濃度呈正比，所以可用吸光度

39、的任一階導數值都與吸光物質的濃度呈正比，所以可用于定量分析，其靈敏度與于定量分析，其靈敏度與d dn ne e/d/dl ln n有關。有關。3 3.3.3.3 3 定量分析定量分析3 3.3.3.3 3 定量分析定量分析T如果如果一化合物在紫外一化合物在紫外- -可見區沒有可見區沒有吸收峰，而其中的雜質有較強的吸吸收峰，而其中的雜質有較強的吸收，就可方便地檢出該化合物中的收，就可方便地檢出該化合物中的痕量雜質。痕量雜質。T如果如果一化合物在紫外一化合物在紫外- -可見區有較可見區有較強的吸收帶，有時可用摩爾吸光系強的吸收帶，有時可用摩爾吸光系數來檢查其純度。數來檢查其純度。 3 3.3.4

40、.3.4 純度檢查純度檢查在極性溶劑中在極性溶劑中：分子間形成了氫鍵，實現分子間形成了氫鍵，實現n n* *躍遷時，氫鍵也隨躍遷時，氫鍵也隨之斷裂；此時，物質吸收的光能，一部分用以實現之斷裂；此時，物質吸收的光能，一部分用以實現n n* *躍遷，另一躍遷，另一部分用以破壞氫鍵（即氫鍵的鍵能）。部分用以破壞氫鍵（即氫鍵的鍵能）。在非極性在非極性溶劑溶劑中中：不可能形成分子間氫鍵，吸收的光能僅為了實不可能形成分子間氫鍵，吸收的光能僅為了實現現n n* *躍遷，故所吸收的光波的能量較低，波長較長。躍遷，故所吸收的光波的能量較低，波長較長。通過通過測定同一化合物在不同極性溶劑中測定同一化合物在不同極性

41、溶劑中n n* *躍遷吸收帶，就能計躍遷吸收帶，就能計算其在極性溶劑中氫鍵的強度。算其在極性溶劑中氫鍵的強度。3 3.3.5 .3.5 氫鍵強度的測定氫鍵強度的測定例例題：題：在水中，丙酮的在水中，丙酮的n n* *吸收帶為吸收帶為294.5 nm294.5 nm，能量，能量452.99 452.99 kJmolkJmol-1-1；在己烷中，該吸收帶為；在己烷中，該吸收帶為279 nm279 nm，能量為，能量為429.40 429.40 kJmolkJmol-1-1。丙酮在水中形成的氫鍵強度為丙酮在水中形成的氫鍵強度為452.99-429.40 = 23.59 452.99-429.40 =

42、 23.59 kJmolkJmol-1-1。 3 3.3.5 .3.5 氫鍵強度的測定氫鍵強度的測定X選擇顯色反應選擇顯色反應X選擇顯色劑選擇顯色劑X優化顯色反應條件優化顯色反應條件X選擇檢測波長選擇檢測波長X選擇合適的濃度選擇合適的濃度X選擇參比溶液選擇參比溶液X建立標準曲線建立標準曲線測量條件選擇測量條件選擇3 3. .4 4 分析分析方法的方法的設計設計6顯色反應：顯色反應：將待測組分轉化為有色將待測組分轉化為有色化合物化合物的反應。的反應。6顯色劑：顯色劑：與待測組分形成有色與待測組分形成有色化合物化合物的試劑。的試劑。6要求要求：6選擇性好選擇性好6靈敏度高靈敏度高 (10 (104

43、 4) )6產物的化學組成穩定產物的化學組成穩定6化學性質穩定化學性質穩定6反應和產物有明顯的顏色差別反應和產物有明顯的顏色差別 ( ( 60nm) )3 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素6顯色反應顯色反應類型類型：6絡合反應絡合反應6氧化還原反應氧化還原反應6離子締合反應離子締合反應6成鹽反應成鹽反應6褪色反應褪色反應6吸附顯色反應吸附顯色反應 3 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素T無機顯色劑無機顯色劑：過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀過氧化氫，硫氰酸銨，碘化鉀T有機顯色劑有機顯色劑：偶氮類：偶氮胂偶氮類：偶氮胂IIIIIINNNNSO3HHO3

44、SOHOHAsO H32H O As323 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素三苯甲烷類三苯甲烷類三苯甲烷酸性染料三苯甲烷酸性染料 鉻天菁鉻天菁S S OCH3COOHHOCClClSO3HCH3COOH三苯甲烷堿性染料三苯甲烷堿性染料 結晶紫結晶紫 CN(CH3)2(H3C)2NN(CH3)23 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素鄰菲羅啉類：新亞銅靈鄰菲羅啉類：新亞銅靈 NNCH3CH3肟類：丁二肟肟類：丁二肟 CCCH3NNOHHOCH33 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素影響因素影響因素溶液酸度（溶液酸度（pHpH

45、值及緩沖溶液）值及緩沖溶液） 影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變影響顯色劑的平衡濃度及顏色，改變 影響待測離子的存在狀態，防止沉淀影響待測離子的存在狀態，防止沉淀 影響絡合物組成影響絡合物組成選擇方法：選擇方法：固定溶液中待測定組分和顯色劑的濃度，改變溶固定溶液中待測定組分和顯色劑的濃度，改變溶液的液的pHpH值（緩沖溶液控制），測其吸光度，繪制值（緩沖溶液控制），測其吸光度，繪制A-pHA-pH曲線，曲線，由曲線上選擇合適的由曲線上選擇合適的pHpH范圍。范圍。 3 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素pHA形式形式 pH max(nm) 形式形式 pH max(nm)H

46、4L+ 1.2 462-465 Sn4+ 1.0 530H3L 4.8-5.2 462,490 Ga3+ 5.0 550H2L- 8.4-9.0 512HL2- 11.4-12.0 532-538pHpH對苯芴酮及其絡合物的顏色影響對苯芴酮及其絡合物的顏色影響 3 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素X顯色劑的用量顯色劑的用量：稍過量，處于平臺區稍過量，處于平臺區。X顯色反應時間顯色反應時間：X針對不同顯色反應確定顯示時間針對不同顯色反應確定顯示時間；X顯色反應快且穩定；顯色反應快但不穩定；顯色反應快且穩定；顯色反應快但不穩定；X顯色反應慢，穩定需時間；顯色反應慢但不穩定

47、顯色反應慢，穩定需時間；顯色反應慢但不穩定X顯色反應溫度顯色反應溫度：X加熱可加快反應速度，導致顯色劑或產物分解加熱可加快反應速度，導致顯色劑或產物分解。d 3 3. .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素X 溶劑溶劑：有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率X干擾離子干擾離子：X消除辦法：消除辦法：X 提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態提高酸度，加入隱蔽劑，改變價態X 選擇合適參比選擇合適參比X 褪色空白褪色空白( (鉻天菁鉻天菁S S測測AlAl，氟化銨褪色，消除鋯、，氟化銨褪色，消除鋯、鎳、鈷干擾鎳、鈷干擾) )X 選擇適當波長選擇適當波長 3 3.

48、 .4.14.1 顯色反應及影響因素顯色反應及影響因素1 1、測定波長選擇測定波長選擇選擇原則：選擇原則：“吸收最大，干擾最小吸收最大，干擾最小”靈敏度靈敏度選擇性選擇性3 3. .4.24.2 分析條件選擇分析條件選擇2 2、溶液、溶液濃度濃度控制控制吸光度吸光度A A：0.20.20.80.8 減少測量誤差減少測量誤差3 3. .4.24.2 分析條件選擇分析條件選擇3 3 、參比溶液選擇參比溶液選擇儀器調零儀器調零消除吸收池壁和溶液對入射光的反射消除吸收池壁和溶液對入射光的反射 扣除干擾扣除干擾空白類型：空白類型：試劑空白試劑空白試樣空白試樣空白褪色空白褪色空白 3 3. .4.24.2

49、 分析條件選擇分析條件選擇0123456780.000.050.100.150.200.250.300.35AconcentrationX4 4、標準曲線制作標準曲線制作X理論基礎：理論基礎：朗伯朗伯- -比爾定律比爾定律X相同條件下測定不同濃度標準相同條件下測定不同濃度標準 溶液的吸光度溶液的吸光度A AXA Ac c 作圖作圖3 3. .4.24.2 分析條件選擇分析條件選擇曲線繪制不當的比例曲線繪制不當的比例0.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.4000.4500.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10系列13 3. .4.24.2 分析條件選擇分析條件選擇d數據處理：數據處理：d設工作曲線方程為設工作曲線方程為y = a + bxy = a + bxdx x為標準溶液的濃度；為標準溶液的濃度；y y為相應的吸光度；為相應的吸光度；a a、b b稱回歸系數。稱回歸系數。d可以通過計算公式直接得到可以通過計算公式直接得到a a、b b與與 的數值。的數值。d相關系數接近相關系數接近