第十章紫外－可見分光光度法利用物質對光的選擇性吸收對物質進行定性、定量的分析方法分光光度法特點:

靈敏度高,測定下限可達10-5～10-6mol/L,

準確度:一般0.5％第十章紫外－可見分光光度法利用物質對光的選1第一節光譜分析的基本概念一、電磁輻射與電磁波電磁輻射又稱電磁波,光是一種電磁波，是一種以高速通過空間而不需要任何傳播介質的光子流。同時具有波動性和粒子性。光的傳播速度:波動性第一節光譜分析的基本概念一、電磁輻射與電磁波電磁輻射又稱電2 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?

1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1 c－真空中光速2.99792458×108m/s3 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?

1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1σ＝1/λ=ν/Cσ-波數,每厘米長度中波的數目,單位:cm-1 c－真空中光速2.99792458×108m/sσ＝1/4磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質作用YZX磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質作用YZX5微粒性

h－普朗克(Planck)常數6.626×10-34J·s

－頻率

E－光量子具有的能量單位：J(焦耳)，eV(電子伏特)

光量子，具有能量。微粒性 h－普朗克(Planck)常數6.626×10-6波粒二象性結論:一定波長的光具有一定的能量，波長越長(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長)的光。復合光：具有不同能量(不同波長)的光復合在一起。真空中:波粒二象性結論:一定波長的光具有一定的能量，波長越真空中:7按照波長將電磁波劃分為不同的區域.X射線遠紫外近紫外可見光紅外微波0.110200380760nmλ電磁波譜按照波長將電磁波劃分為不同的區域.X射線遠紫外近紫外可見光紅8溶液呈現不同的顏色是由于它對不同波長的光具有選擇性吸收而引起的.用白光照射某有色溶液,呈現出的是透射光顏色.吸收的色光和透過光稱為互補色光.二、物質對光的選擇性吸收溶液呈現不同的顏色是由于它對不同波長的光具有選擇性吸收而引起9紅橙黃綠青青藍藍紫白光紅橙黃綠青青藍藍紫白光10第一節概述根據物質發射的電磁輻射或電磁輻射與物質相互作用后發生的信號變化建立起來的分析方法稱為光學分析法.光譜法光學分析法非光譜法第一節概述根據物質發射的電磁輻射或電磁輻射與物質相互作用11物質與輻射能相互作用時,內部發生能級躍遷,記錄由此產生的輻射強度隨波長變化的圖譜稱為光譜,根據物質的光譜進行定性、定量和結構分析的方法稱為光譜法。光譜法非光譜法指不涉及物質內部能級的躍遷，僅通過測量電磁輻射的某些基本性質(反射、折射、衍射、偏振）的變化建立的分析方法稱非光譜法，如折射法，旋光法。物質與輻射能相互作用時,內部發生能級躍遷,記錄由此產生的輻射12光譜法分類從不同的角度有不同的分類原子光譜，分子光譜吸收光譜，發射光譜根據光譜的產生對象：根據能級躍遷方向：根據輻射波長分：可見、紫外、紅外光譜等。光譜法分類從不同的角度有不同的分類原子光譜，分子光譜吸收光譜13三、分子吸收光譜及其產生若用一連續輻射的電磁波照射某有色溶液，測量每一波長下有色液對該波長的吸收程度，然后以波長為橫坐標，以吸光度為縱坐標作圖，得到一條曲線——吸收曲線,亦稱吸收光譜。吸收光譜三、分子吸收光譜及其產生若用一連續輻射的電磁波照射某有色溶液14300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2AbsorbanceCr2O72-、MnO4-的吸收光譜350未端吸收300400500600700/nm35052554515苯和甲苯在環己烷中的吸收光譜苯(254nm)甲苯(262nm)A230250270苯和甲苯在環己烷中的吸收光譜苯(254nm)甲苯(262nm16AKMnO4溶液的光吸收曲線/nmAKMnO4溶液的光吸收曲線/nm17從圖中可看出:高錳酸鉀對不同波長的光的吸收程度不同,在525處有最大吸收峰.該波長稱最大吸收波長(λMax)同一物質的吸收曲線是特征的,以此作定性分析.濃度越大,吸收越強.從圖中可看出:18分子吸收光譜的產生在分子中，除了電子相對于原子核的運動外，還有核間的相對振動和分子繞著重心的轉動。這三種運動能量都是量子化的，并對應有一定能級，下圖為分子的能級示意圖分子吸收光譜的產生在分子中，除了電子相對于原19電子能級振動能級分子中電子能級、振動能級和轉動能級示意圖轉動能級AB電子能級振動能級分子中電子能級、振動能級和轉動能級示意圖轉動20由于光子的能量也是量子化的，所以分子對光的吸收也是量子化的，即分子只選擇吸收能量與其能級間隔一致的光子而不是對各種能量的光子普遍吸收。分子吸收光能后引起運動狀態的變化稱為躍遷，躍遷產生吸收光譜由于光子的能量也是量子化的，所以分子對光的吸收也是量子化的，21分光光度法-資料課件22圖中A和B表示不同能量的電子能級。在每一電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一振動能級上又有許多更小的轉動能級。當用頻率為的電磁波照射分子，而該分子的較高能級與較低能級之差△E恰好等于該電磁波的能量h時，即有△E=h（h為普朗克常數）圖中A和B表示不同能量的電子能級。在每一電子能級上有許多間距23此時，在微觀上出現分子由較低的能級躍遷到較高的能級；在宏觀上則透射光的強度變小。若用一連續輻射的電磁波照射分子，將照射前后光強度的變化轉變為電信號，并記錄下來，然后以波長為橫坐標，以電信號（吸光度A）為縱坐標，就可以得到一張光強度變化對波長的關系曲線圖——分子吸收光譜圖。此時，在微觀上出現分子由較低的能級躍遷到較高的能級；在宏觀上24以吸收光強度為縱坐標,以波長為橫坐標作圖,所得曲線即吸收光譜曲線根據吸收電磁波的波長范圍不同，可將分子吸收光譜分為遠紅外光譜、紅外光譜及紫外、可見光譜三類。由于不同的物質基態與激發態的能量差不同,吸收光的波長不同.以吸收光強度為縱坐標,以波長為橫坐標作圖,所得曲線即吸收光譜25第二節紫外-可見分光光度法基本原理一、透光率和吸光度第二節紫外-可見分光光度法基本原理一、透光率和吸光度26I0ItIa透光度（transmittance)T=It/I0吸光度(absorbance)A=-lgTI0ItIa透光度吸光度27二、光吸收基本定律:

Lambert-Beer定律A=lg(I0/It)=kbc朗伯定律(1760)A=lg(I0/It)=k1b比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c吸光度介質厚度(cm)二、光吸收基本定律:

Lambert-Beer定律A=lg28T－透光率（透射比）（Transmittance）A

=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT

=kbcT－透光率（透射比）（Transmittance）A=l29吸光度A、透射比T與濃度c的關系ATcA=kbc吸光度A、透射比T與濃度c的關系ATcA=kbc30K吸光系數Absorptivity

a的單位:L·g-1·cm-1當c的單位用g·L-1表示時，用a表示，

A＝abc的單位:L·mol-1·cm-1當c的單位用mol·L-1表示時，用表示.

－摩爾吸光系數MolarAbsorptivity

A＝bc

當c的單位用g·100mL-1表示時，用表示，

A＝bc，叫做比消光系數K吸光系數Absorptivitya的單位:L·31例

已知含Cd2+140gL-1的溶液，用雙硫腙比色測定鎘，比色皿厚度為2cm，在波長520nm處測得吸光度為0.220，計算摩爾吸光系數。解：Cd的原子量為112.4，則

CCd2+=140×10-6112.4=1.24×10-6mol·L-A=εbcε=A/bc例已知含Cd2+140gL-1的溶液，用雙硫腙比色測定32ε=0.2202×1.24×10-6=8.87×104L·mol-1cm-1ε=0.2202×1.24×10-6=8.87×104L·33吸光度與光程的關系A=bc

光源檢測器0.00吸光度檢測器b樣品光源0.22吸光度光源檢測器0.44吸光度b樣品b樣品吸光度與光程的關系A=bc光源檢測器0.00吸光度34吸光度與濃度的關系

A=bc

吸光度0.00光源檢測器

吸光度0.22光源檢測器b

吸光度0.42光源檢測器b吸光度與濃度的關系A=bc吸光度0.00光源檢測35朗伯-比爾定律的適用條件單色光

應選用max處或肩峰處測定2.吸光質點形式不變

離解、絡合、締合會破壞線性關系應控制條件(酸度、濃度、介質等)3.稀溶液

濃度增大，分子之間作用增強朗伯-比爾定律的適用條件單色光36x104(nm)亞甲藍陽離子水溶液的吸收光譜a.6.36×10-6mol/Lb.1.27×10-4mol/Lc.5.97×10-4mol/L亞甲藍陽離子單體max=660nm二聚體max=610nm二聚體的生成破壞了A與c的線性關系x104(nm)亞甲藍陽離子水溶液的吸收光譜亞甲藍陽離子37單組分的定量測定A＝bc三、朗伯-比爾定律的應用1.吸光系數法單組分的定量測定A＝bc三、朗伯-比爾定律的應用1.吸光38

2.標準曲線法用標準品配制一系列標準溶液作吸收光譜曲線,找出最大吸收波長作標準曲線測樣品吸光度并在標準曲線上查濃度計算2.標準曲線法用標準品配制一系列標準溶液3901234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.20標準曲線01234403.標準對照法測量與被測液濃度相近的標準溶液的As

相同條件測量試樣的吸光度ACX=AXASCS3.標準對照法測量與被測液濃度相近的標準溶液的AsCX=41多組分的定量測定如果溶液中含有不止一種吸光物質，可以利用吸光度的加合性，即總吸光度等于各吸光組分吸光度之和，不經分離同時測定。設ab為溶液中的兩種吸光組分，視其吸收光譜的重疊情況采用不同的方法。多組分的定量測定如果溶液中含有不止一種吸光物質，可以利用吸光421.二組分吸收光譜不重疊abλ1λ2分別在λ1測定a,λ2處測定b,互不干擾.A1.二組分吸收光譜不重疊abλ1λ2分別在λ1測定a,A432.吸收光譜單向重疊λ1λ2ab在λ1測定a的濃度,b不干擾.λ2處測定溶液的總吸光度A2a+b,根據吸光度的加合性測定b的濃度.A2a+b=A2a+A2b=ε2aca+ε2b

cbε2aε2b已知,液層厚度為1cmA2.吸收光譜單向重疊λ1λ2ab在λ1測定a的濃度,b44Cb=A2a+b-ε2aca

ε2b3.吸收光譜彼此重疊λ1λ2abAA1a+b=ε1aca+ε1b

cbA2a+b=ε2aca+ε2b

cb用已知濃度的純溶液測得ε1a,ε1b,ε2a,ε2b,即可求ca、cbCb=A2a+b-ε2acaε2b3.吸收光譜彼此45第三節紫外可見分光光度法一、分光光度計光源

單色器

樣品吸收池

檢測器

指示器第三節紫外可見分光光度法一、分光光度計光源單色461、光源通常用6-12V鎢絲燈作可見光區的光源.2、單色器(monochromator)(lightsource)色散元件：三角棱鏡和光柵

氫燈或氘燈作紫外光區光源．1、光源通常用6-12V鎢絲燈作可見光區的光源.2、單色器(474、檢測器(detector)有光電管或光電倍增管5、顯示器(indicator)有光點檢流計、微電流計、數字顯示器等3、吸收池(absorptioncell)比色皿：有普通玻璃和石英玻璃可見光紫外光4、檢測器(detector)5、顯示器(indica4872系列分光光度計結構72系列分光光度計結構4972系列分光光度計光學系統72系列分光光度計光學系統5075系列分光光度計光學系統75系列分光光度計光學系統51三、測量條件的選擇1.波長:一般選最大吸收波長2.控制適當的吸光度測量范圍濃度越大,由不純的單色光引起的對比耳定律的偏離越大.A在0.2~0.7范圍內,由透光度讀數誤差引起的濃度誤差小.三、測量條件的選擇1.波長:一般選最大吸收波長52△C/C/10-2T%2065A0.70.2△C/C/10-2T%2065A0.70.253分光光度法-資料課件54靈敏度高,ε值大于104

選擇性好有色物組成確定且穩定顯色劑在測定波長處無明顯吸收3.顯色劑顯色劑的選擇顯色條件的選擇酸度顯色劑用量顯色時間和溫度靈敏度高,ε值大于1043.顯色劑顯色劑的選擇顯色條件的選55（1）溶液的酸度M+HR===MR+H+*影響顯色劑的平衡濃度和顏色*影響被測金屬離子的存在狀態*影響絡合物的組成

*pH與吸光度關系曲線確定pH范圍。（1）溶液的酸度56（2）顯色劑的用量M(被測組分)+R(顯色劑)=MR(有色絡合物)為使顯色反應進行完全，需加入過量的顯色劑。但顯色劑不是越多越好。有些顯色反應，顯色劑加人太多，反而會引起副反應，對測定不利。在實際工作中根據實驗結果來確定顯色劑的用量。

（2）顯色劑的用量57分光光度法-資料課件58（3）顯色反應時間

有些顯色反應瞬間完成，溶液顏色很快達到穩定狀態，并在較長時間內保持不變;有些顯色反應雖能迅速完成，但有色絡合物的顏色很快開始褪色;有些顯色反應進行緩慢，溶液顏色需經一段時間后才穩定。制作吸光度-時間曲線確定適宜時間。（4）顯色反應溫度：顯色反應大多在室溫下進行。但是，有些顯色反應必需加熱至一定溫度完成。（3）顯色反應時間594.參比液(空白液)利用參比液調節儀器零點,以消除由于吸收池壁及其它組分對入射光的吸收帶來的誤差,并扣除干擾的影響.原則:扣除非待測組分對光的吸收參比液的選擇溶劑空白當試液.顯色劑均無色,用溶劑作空白.4.參比液(空白液)參比液的選擇溶劑空白當試液.顯色60試劑空白若顯色劑有色,試樣在測定條件下無吸收,可選不加試樣的試劑作空白.試樣空白當試樣基體有色,顯色劑無色,可用不加顯色劑的被測試樣作空白.顯色劑和試樣均有色,可加掩蔽劑將被測組分掩蔽使之不與顯色劑反應試劑空白若顯色劑有色,試樣在測定條件下無吸收,可選不61其它照加作空白.其它照加作空白.62小結紫外-可見吸收光譜屬電子光譜,其波長范圍在200~800,應用紫外-可見吸收光譜法可對物質進行定量分析,根據吸收光譜特性,可對物質進行定性及結構分析.一、紫外-可見吸收光譜法基本原理1.光吸收定律A=εbc小結紫外-可見吸收光譜屬電子光譜,其波長范圍在200~800633.吸收光譜4.Lamber-Beer定律的適用條件二、測量條件的選擇儀器測量條件顯色反應條件A0.2~0.7λMax顯色劑用量顯色反應PH顯色時間溫度3.吸收光譜4.Lamber-Beer定律的適用條件64參比溶液溶劑空白試劑空白試樣空白三、定量測定單組分測定多組分測定參比溶液溶劑空白試劑空白試樣空白三、定量測定單組分測定多組分656.有一標準Fe3+溶液,濃度為6.00μg/ml,其吸光度為0.304,而試樣溶液在同一條件下測得吸光度為0.510,求試樣溶液中Fe3+含量(mg/L)6.有一標準Fe3+溶液,濃度為6.00μg/ml,其吸66第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:200-400nm鎢燈:可見光區精密度較單純可見分光光度計高所用元件如棱鏡,透鏡,比色杯等均用石英制造第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:67第六節紫外吸收光譜在有機結構分析中的應用一、有機物的紫外可見吸收光譜（一）電子躍遷類型１.σ

σ*

飽和烴吸收峰在遠紫外區,如甲烷:125nm,乙烷在135nm.飽和烴類只能發生σ

σ*躍遷,吸收光譜都在遠紫外區.第六節紫外吸收光譜在有機結構分析中的應用一、有機物的紫外68σπnπ*σ*σπnπ*σ*692.nσ*含有未共用電子對(即n電子)原子如-OH,-NH2,-X,-S等基團的飽和化合物,都可發生該躍遷.一般吸收峰低于200nm.含O,N,X等雜原子的飽和化合物如甲醇,鹵烷2.nσ*含有未共用電子對(即n電子)70含有不飽和鍵的有機物可發生這類躍遷,如-C=C-,C=O,N=N,吸收峰一般在200左右.若有π-π共軛,吸收帶紅移.3.ππ*

含有不飽和鍵的有機物可發生這類躍遷,如-C=C-,714.nπ*若形成不飽和鍵的原子含有非鍵原子如C=O,N=N,也能發生nπ*,如丙酮,羧基,酰胺都可發生這類躍遷.吸收峰在近紫外區(200-400)

σ

σ*>躍遷所需能量:nσ*>ππ*>nπ*4.nπ*若形成不飽和鍵的原子含有非鍵72有機物紫外可見吸收光譜的分析以ππ*nπ*躍遷為基礎.這兩類躍遷都要求化合物中有不飽和官能團以提供π軌道.把含有π鍵的不飽和基團稱為生色團,一些本身在紫外和可見光區無吸收,但能使生色團吸收峰向長波(紅)移,吸收強度增大的基團稱為助色團.如-OH,-NH2,-OR,-Cl,-Br,-I.有機物紫外可見吸收光譜的分析以ππ*n73(二)有機物的吸收帶1.R帶:由nπ*躍遷引起的吸收帶.~300nm弱吸收(ε<100),如CH3COOH,CH3COCH3CH3CHO都有R帶吸收峰.2.K帶:由ππ*躍遷引起的吸收帶,強吸收(ε>104),210~250nm.如1,3-丁二烯λMax=217nm3.B帶:芳香族化合物的特征吸收帶.(二)有機物的吸收帶1.R帶:由nπ*躍遷引起的吸74苯蒸氣在230~270處出現精細結構的吸收光譜,在極性溶液劑中消失.芳香族化合物除有B帶,還有E1(~180),E2(~200)帶.當苯環上有取代基時,三個吸收帶都長移,ε值也增大.(三)影響吸收光譜的因素1.溶劑一般隨著溶劑極性增大,ππ*向紅移,苯蒸氣在230~270處出現精細結構的吸收光譜,在極性溶液75nπ*向短波(藍)移.2.PH:在不同的PH條件下分子的解離形式不同,吸收光譜不同.二、在有機定性分析中的應用推官能團1.在220~280范圍內無吸收,可推斷不含苯環、共軛雙鍵、醛基、酮基nπ*向短波(藍)移.2.PH:在不同的PH76在210~250nm有強吸收，表示有共軛雙鍵，如在260、300、330nm左右有強吸收，則含有3-5個共軛π鍵。在250~300nm有中強吸收帶，且含有振動精細結構，表示有苯環存在。推異構400nm,270nm在210~250nm有強吸收，表示有共軛雙鍵，如在260、77練習1.用分光光度法測定一有色溶液,當其濃度為C時,測得透光率為T,則濃度為1/2C時,透光率T為____________2.用分光光度法測定一有色溶液,當吸收池厚度為1厘米時,測得透光率為T,當吸收池厚度為2厘米時,透光率是多少?T1/2T2練習2.用分光光度法測定一有色溶液,當吸收池厚度為1厘米時,783.用分光光度法測量時,為使測得濃度的相對誤差較小,合適的吸光度讀數范圍是_______4.用雙硫腙分光光度法測定Pb2+,(M=207.2),若1升溶液中含有2mgPb2+,在525nm處用0.5厘米的吸收池測得吸光度A為0.5,求摩爾吸光系數.0.2~0.71.0×105

3.用分光光度法測量時,為使測得濃度的相對誤差較小,合適的吸795.用標準對照法測定某一未知液濃度,已知標準溶液的濃度為2.4×10-4mol/l,A標=0.210,Ax=0.280,求未知液濃度.3.2×10-4mol/l5.用標準對照法測定某一未知液濃度,已知標準溶液的濃度為2.80分光光度法-資料課件81第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:200-400nm鎢燈:可見光區精密度較單純可見分光光度計高所用元件如棱鏡,透鏡,比色杯等均用石英制造第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:82第十章紫外－可見分光光度法利用物質對光的選擇性吸收對物質進行定性、定量的分析方法分光光度法特點:

靈敏度高,測定下限可達10-5～10-6mol/L,

準確度:一般0.5％第十章紫外－可見分光光度法利用物質對光的選83第一節光譜分析的基本概念一、電磁輻射與電磁波電磁輻射又稱電磁波,光是一種電磁波，是一種以高速通過空間而不需要任何傳播介質的光子流。同時具有波動性和粒子性。光的傳播速度:波動性第一節光譜分析的基本概念一、電磁輻射與電磁波電磁輻射又稱電84 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?

1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1 c－真空中光速2.99792458×108m/s85 c－真空中光速2.99792458×108m/s ~3.0×108m/sλ－波長，單位：m,cm,mm,m,nm,?

1m=10-6m,1nm=10-9m,1?=10-10mν－頻率，單位：赫芝（周）Hz次/秒

n－折射率，真空中為1σ＝1/λ=ν/Cσ-波數,每厘米長度中波的數目,單位:cm-1 c－真空中光速2.99792458×108m/sσ＝1/86磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質作用YZX磁場向量電場向量傳播方向YZX與物質作用YZX87微粒性

h－普朗克(Planck)常數6.626×10-34J·s

－頻率

E－光量子具有的能量單位：J(焦耳)，eV(電子伏特)

光量子，具有能量。微粒性 h－普朗克(Planck)常數6.626×10-88波粒二象性結論:一定波長的光具有一定的能量，波長越長(頻率越低)，光量子的能量越低。單色光：具有相同能量(相同波長)的光。復合光：具有不同能量(不同波長)的光復合在一起。真空中:波粒二象性結論:一定波長的光具有一定的能量，波長越真空中:89按照波長將電磁波劃分為不同的區域.X射線遠紫外近紫外可見光紅外微波0.110200380760nmλ電磁波譜按照波長將電磁波劃分為不同的區域.X射線遠紫外近紫外可見光紅90溶液呈現不同的顏色是由于它對不同波長的光具有選擇性吸收而引起的.用白光照射某有色溶液,呈現出的是透射光顏色.吸收的色光和透過光稱為互補色光.二、物質對光的選擇性吸收溶液呈現不同的顏色是由于它對不同波長的光具有選擇性吸收而引起91紅橙黃綠青青藍藍紫白光紅橙黃綠青青藍藍紫白光92第一節概述根據物質發射的電磁輻射或電磁輻射與物質相互作用后發生的信號變化建立起來的分析方法稱為光學分析法.光譜法光學分析法非光譜法第一節概述根據物質發射的電磁輻射或電磁輻射與物質相互作用93物質與輻射能相互作用時,內部發生能級躍遷,記錄由此產生的輻射強度隨波長變化的圖譜稱為光譜,根據物質的光譜進行定性、定量和結構分析的方法稱為光譜法。光譜法非光譜法指不涉及物質內部能級的躍遷，僅通過測量電磁輻射的某些基本性質(反射、折射、衍射、偏振）的變化建立的分析方法稱非光譜法，如折射法，旋光法。物質與輻射能相互作用時,內部發生能級躍遷,記錄由此產生的輻射94光譜法分類從不同的角度有不同的分類原子光譜，分子光譜吸收光譜，發射光譜根據光譜的產生對象：根據能級躍遷方向：根據輻射波長分：可見、紫外、紅外光譜等。光譜法分類從不同的角度有不同的分類原子光譜，分子光譜吸收光譜95三、分子吸收光譜及其產生若用一連續輻射的電磁波照射某有色溶液，測量每一波長下有色液對該波長的吸收程度，然后以波長為橫坐標，以吸光度為縱坐標作圖，得到一條曲線——吸收曲線,亦稱吸收光譜。吸收光譜三、分子吸收光譜及其產生若用一連續輻射的電磁波照射某有色溶液96300400500600700/nm350525545Cr2O72-MnO4-1.00.80.60.40.2AbsorbanceCr2O72-、MnO4-的吸收光譜350未端吸收300400500600700/nm35052554597苯和甲苯在環己烷中的吸收光譜苯(254nm)甲苯(262nm)A230250270苯和甲苯在環己烷中的吸收光譜苯(254nm)甲苯(262nm98AKMnO4溶液的光吸收曲線/nmAKMnO4溶液的光吸收曲線/nm99從圖中可看出:高錳酸鉀對不同波長的光的吸收程度不同,在525處有最大吸收峰.該波長稱最大吸收波長(λMax)同一物質的吸收曲線是特征的,以此作定性分析.濃度越大,吸收越強.從圖中可看出:100分子吸收光譜的產生在分子中，除了電子相對于原子核的運動外，還有核間的相對振動和分子繞著重心的轉動。這三種運動能量都是量子化的，并對應有一定能級，下圖為分子的能級示意圖分子吸收光譜的產生在分子中，除了電子相對于原101電子能級振動能級分子中電子能級、振動能級和轉動能級示意圖轉動能級AB電子能級振動能級分子中電子能級、振動能級和轉動能級示意圖轉動102由于光子的能量也是量子化的，所以分子對光的吸收也是量子化的，即分子只選擇吸收能量與其能級間隔一致的光子而不是對各種能量的光子普遍吸收。分子吸收光能后引起運動狀態的變化稱為躍遷，躍遷產生吸收光譜由于光子的能量也是量子化的，所以分子對光的吸收也是量子化的，103分光光度法-資料課件104圖中A和B表示不同能量的電子能級。在每一電子能級上有許多間距較小的振動能級，在每一振動能級上又有許多更小的轉動能級。當用頻率為的電磁波照射分子，而該分子的較高能級與較低能級之差△E恰好等于該電磁波的能量h時，即有△E=h（h為普朗克常數）圖中A和B表示不同能量的電子能級。在每一電子能級上有許多間距105此時，在微觀上出現分子由較低的能級躍遷到較高的能級；在宏觀上則透射光的強度變小。若用一連續輻射的電磁波照射分子，將照射前后光強度的變化轉變為電信號，并記錄下來，然后以波長為橫坐標，以電信號（吸光度A）為縱坐標，就可以得到一張光強度變化對波長的關系曲線圖——分子吸收光譜圖。此時，在微觀上出現分子由較低的能級躍遷到較高的能級；在宏觀上106以吸收光強度為縱坐標,以波長為橫坐標作圖,所得曲線即吸收光譜曲線根據吸收電磁波的波長范圍不同，可將分子吸收光譜分為遠紅外光譜、紅外光譜及紫外、可見光譜三類。由于不同的物質基態與激發態的能量差不同,吸收光的波長不同.以吸收光強度為縱坐標,以波長為橫坐標作圖,所得曲線即吸收光譜107第二節紫外-可見分光光度法基本原理一、透光率和吸光度第二節紫外-可見分光光度法基本原理一、透光率和吸光度108I0ItIa透光度（transmittance)T=It/I0吸光度(absorbance)A=-lgTI0ItIa透光度吸光度109二、光吸收基本定律:

Lambert-Beer定律A=lg(I0/It)=kbc朗伯定律(1760)A=lg(I0/It)=k1b比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2c吸光度介質厚度(cm)二、光吸收基本定律:

Lambert-Beer定律A=lg110T－透光率（透射比）（Transmittance）A

=lg(I0/It)=lg(1/T)=-lgT

=kbcT－透光率（透射比）（Transmittance）A=l111吸光度A、透射比T與濃度c的關系ATcA=kbc吸光度A、透射比T與濃度c的關系ATcA=kbc112K吸光系數Absorptivity

a的單位:L·g-1·cm-1當c的單位用g·L-1表示時，用a表示，

A＝abc的單位:L·mol-1·cm-1當c的單位用mol·L-1表示時，用表示.

－摩爾吸光系數MolarAbsorptivity

A＝bc

當c的單位用g·100mL-1表示時，用表示，

A＝bc，叫做比消光系數K吸光系數Absorptivitya的單位:L·113例

已知含Cd2+140gL-1的溶液，用雙硫腙比色測定鎘，比色皿厚度為2cm，在波長520nm處測得吸光度為0.220，計算摩爾吸光系數。解：Cd的原子量為112.4，則

CCd2+=140×10-6112.4=1.24×10-6mol·L-A=εbcε=A/bc例已知含Cd2+140gL-1的溶液，用雙硫腙比色測定114ε=0.2202×1.24×10-6=8.87×104L·mol-1cm-1ε=0.2202×1.24×10-6=8.87×104L·115吸光度與光程的關系A=bc

光源檢測器0.00吸光度檢測器b樣品光源0.22吸光度光源檢測器0.44吸光度b樣品b樣品吸光度與光程的關系A=bc光源檢測器0.00吸光度116吸光度與濃度的關系

A=bc

吸光度0.00光源檢測器

吸光度0.22光源檢測器b

吸光度0.42光源檢測器b吸光度與濃度的關系A=bc吸光度0.00光源檢測117朗伯-比爾定律的適用條件單色光

應選用max處或肩峰處測定2.吸光質點形式不變

離解、絡合、締合會破壞線性關系應控制條件(酸度、濃度、介質等)3.稀溶液

濃度增大，分子之間作用增強朗伯-比爾定律的適用條件單色光118x104(nm)亞甲藍陽離子水溶液的吸收光譜a.6.36×10-6mol/Lb.1.27×10-4mol/Lc.5.97×10-4mol/L亞甲藍陽離子單體max=660nm二聚體max=610nm二聚體的生成破壞了A與c的線性關系x104(nm)亞甲藍陽離子水溶液的吸收光譜亞甲藍陽離子119單組分的定量測定A＝bc三、朗伯-比爾定律的應用1.吸光系數法單組分的定量測定A＝bc三、朗伯-比爾定律的應用1.吸光120

2.標準曲線法用標準品配制一系列標準溶液作吸收光譜曲線,找出最大吸收波長作標準曲線測樣品吸光度并在標準曲線上查濃度計算2.標準曲線法用標準品配制一系列標準溶液12101234mg/mlA。。。。*0.80.60.40.20標準曲線012341223.標準對照法測量與被測液濃度相近的標準溶液的As

相同條件測量試樣的吸光度ACX=AXASCS3.標準對照法測量與被測液濃度相近的標準溶液的AsCX=123多組分的定量測定如果溶液中含有不止一種吸光物質，可以利用吸光度的加合性，即總吸光度等于各吸光組分吸光度之和，不經分離同時測定。設ab為溶液中的兩種吸光組分，視其吸收光譜的重疊情況采用不同的方法。多組分的定量測定如果溶液中含有不止一種吸光物質，可以利用吸光1241.二組分吸收光譜不重疊abλ1λ2分別在λ1測定a,λ2處測定b,互不干擾.A1.二組分吸收光譜不重疊abλ1λ2分別在λ1測定a,A1252.吸收光譜單向重疊λ1λ2ab在λ1測定a的濃度,b不干擾.λ2處測定溶液的總吸光度A2a+b,根據吸光度的加合性測定b的濃度.A2a+b=A2a+A2b=ε2aca+ε2b

cbε2aε2b已知,液層厚度為1cmA2.吸收光譜單向重疊λ1λ2ab在λ1測定a的濃度,b126Cb=A2a+b-ε2aca

ε2b3.吸收光譜彼此重疊λ1λ2abAA1a+b=ε1aca+ε1b

cbA2a+b=ε2aca+ε2b

cb用已知濃度的純溶液測得ε1a,ε1b,ε2a,ε2b,即可求ca、cbCb=A2a+b-ε2acaε2b3.吸收光譜彼此127第三節紫外可見分光光度法一、分光光度計光源

單色器

樣品吸收池

檢測器

指示器第三節紫外可見分光光度法一、分光光度計光源單色1281、光源通常用6-12V鎢絲燈作可見光區的光源.2、單色器(monochromator)(lightsource)色散元件：三角棱鏡和光柵

氫燈或氘燈作紫外光區光源．1、光源通常用6-12V鎢絲燈作可見光區的光源.2、單色器(1294、檢測器(detector)有光電管或光電倍增管5、顯示器(indicator)有光點檢流計、微電流計、數字顯示器等3、吸收池(absorptioncell)比色皿：有普通玻璃和石英玻璃可見光紫外光4、檢測器(detector)5、顯示器(indica13072系列分光光度計結構72系列分光光度計結構13172系列分光光度計光學系統72系列分光光度計光學系統13275系列分光光度計光學系統75系列分光光度計光學系統133三、測量條件的選擇1.波長:一般選最大吸收波長2.控制適當的吸光度測量范圍濃度越大,由不純的單色光引起的對比耳定律的偏離越大.A在0.2~0.7范圍內,由透光度讀數誤差引起的濃度誤差小.三、測量條件的選擇1.波長:一般選最大吸收波長134△C/C/10-2T%2065A0.70.2△C/C/10-2T%2065A0.70.2135分光光度法-資料課件136靈敏度高,ε值大于104

選擇性好有色物組成確定且穩定顯色劑在測定波長處無明顯吸收3.顯色劑顯色劑的選擇顯色條件的選擇酸度顯色劑用量顯色時間和溫度靈敏度高,ε值大于1043.顯色劑顯色劑的選擇顯色條件的選137（1）溶液的酸度M+HR===MR+H+*影響顯色劑的平衡濃度和顏色*影響被測金屬離子的存在狀態*影響絡合物的組成

*pH與吸光度關系曲線確定pH范圍。（1）溶液的酸度138（2）顯色劑的用量M(被測組分)+R(顯色劑)=MR(有色絡合物)為使顯色反應進行完全，需加入過量的顯色劑。但顯色劑不是越多越好。有些顯色反應，顯色劑加人太多，反而會引起副反應，對測定不利。在實際工作中根據實驗結果來確定顯色劑的用量。

（2）顯色劑的用量139分光光度法-資料課件140（3）顯色反應時間

有些顯色反應瞬間完成，溶液顏色很快達到穩定狀態，并在較長時間內保持不變;有些顯色反應雖能迅速完成，但有色絡合物的顏色很快開始褪色;有些顯色反應進行緩慢，溶液顏色需經一段時間后才穩定。制作吸光度-時間曲線確定適宜時間。（4）顯色反應溫度：顯色反應大多在室溫下進行。但是，有些顯色反應必需加熱至一定溫度完成。（3）顯色反應時間1414.參比液(空白液)利用參比液調節儀器零點,以消除由于吸收池壁及其它組分對入射光的吸收帶來的誤差,并扣除干擾的影響.原則:扣除非待測組分對光的吸收參比液的選擇溶劑空白當試液.顯色劑均無色,用溶劑作空白.4.參比液(空白液)參比液的選擇溶劑空白當試液.顯色142試劑空白若顯色劑有色,試樣在測定條件下無吸收,可選不加試樣的試劑作空白.試樣空白當試樣基體有色,顯色劑無色,可用不加顯色劑的被測試樣作空白.顯色劑和試樣均有色,可加掩蔽劑將被測組分掩蔽使之不與顯色劑反應試劑空白若顯色劑有色,試樣在測定條件下無吸收,可選不143其它照加作空白.其它照加作空白.144小結紫外-可見吸收光譜屬電子光譜,其波長范圍在200~800,應用紫外-可見吸收光譜法可對物質進行定量分析,根據吸收光譜特性,可對物質進行定性及結構分析.一、紫外-可見吸收光譜法基本原理1.光吸收定律A=εbc小結紫外-可見吸收光譜屬電子光譜,其波長范圍在200~8001453.吸收光譜4.Lamber-Beer定律的適用條件二、測量條件的選擇儀器測量條件顯色反應條件A0.2~0.7λMax顯色劑用量顯色反應PH顯色時間溫度3.吸收光譜4.Lamber-Beer定律的適用條件146參比溶液溶劑空白試劑空白試樣空白三、定量測定單組分測定多組分測定參比溶液溶劑空白試劑空白試樣空白三、定量測定單組分測定多組分1476.有一標準Fe3+溶液,濃度為6.00μg/ml,其吸光度為0.304,而試樣溶液在同一條件下測得吸光度為0.510,求試樣溶液中Fe3+含量(mg/L)6.有一標準Fe3+溶液,濃度為6.00μg/ml,其吸148第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:200-400nm鎢燈:可見光區精密度較單純可見分光光度計高所用元件如棱鏡,透鏡,比色杯等均用石英制造第五節紫外分光光度法簡介751-G型分光光度法光源氫燈:149第六節紫外吸收光譜在有機結構分析中的應用一、有機物的紫外可見吸收光譜（一）電子躍遷類型１.σ

σ*

飽和烴吸收峰在遠紫外區,如甲烷:125nm,乙烷在135nm.飽和烴類只能發生σ

σ*躍遷,吸收光譜