复旦仪器分析课件13紫外-可见分光光度法

1灵敏度高～10－6g/ml准确度好～0.5％定量分析、定性鉴别、结构推断第十章紫外-可见分光光度法方法特点Ultravioletandvisiblespectrophotometry,UV-vis是研究物质在紫外-可见光区分子吸收光谱的分析方法260~1250nm200nm400nm800nmUVVISE=hc/电子能级1~20eV3**n反键反键未成键成键成键第一节紫外可见分光光度法的基本原理和概念一、跃迁类型1．→*无吸收2．→*强吸收3．n→*吸收强度较弱4．n→*200nm4d轨道6.配位场跃迁弱吸收NR1R2NR1R2+hv_5.电荷迁移跃迁强吸收5二、紫外-可见光谱的有关概念吸收光谱吸收峰，谷，肩峰，末端吸收生色团助色团红移紫移增色效应减色效应强带和弱带6三、吸收带及其与分子结构的关系吸收带特点与分子结构的关系R带n*300nm100杂原子的不饱和基团K带共轭双键中*104共轭体系B带E带230~270nm180nm、200nm电荷转移吸收带104UV~Vis金属离子与某些有机物形成的配合物配位体场吸收带102Vis过渡金属离子与显色剂形成的配合物芳香族化合物7苯异丙烷溶液的紫外吸收光谱8四、影响吸收带的因素1．位阻影响max=280nm10,500max=295.5nm29,000CCHHCCHH92.跨环效应max214nm中等max284nmR带H2C==OCO..S..max238nm2535OHO-103.pH值的影响max=210.5nm270nmmax=235nm287nmH+OH-4.溶剂效应跃迁类型正己烷氯仿甲醇水*230nm238237243n*329315309305极性溶剂使→*长移，n→*短移CH3CH3CCHCOCH3E’n*E非极性极性*EE’非极性极性∆E∆E’短移∆E’∆E长移12五、Lambert-Beer定律∫l0∴-dIx/Ix=kcdlkcdl∫II0-dIx/Ix=-dI/Ixdn=cSdlI0ISldlclkII303.2lg00IITA=-lgT=EclA吸光度T透光率131.摩尔吸光系数cmol/L两种吸光系数之间的关系104强吸收103~104中强吸收102弱吸收Ecm11%=10/Mc1%(W/V)2.百分吸光系数Ecm11%吸光系数E–物理常数吸光系数是定性和定量的依据14溶液中存在两种或两种以上吸光物质时-dIx/Ix=kacadl+kbcbdl+kcccdl+…A=-lgT=Eacal+Ebcbl+Ecccl+…=A1+A2+A3+…15六、偏离Beer定律的因素化学因素光学因素Lambert定律c一定AlBeer定律l一定Ac由于化学反应引起的偏离。离解、缔合、形成新化合物、互变异构等非单色光、非平行光、杂散光、散射光和反射光16（一）化学因素例如：亚甲蓝阳离子的吸收光谱Anm6.3610-6mol/L1.2710-4mol/L5.9710-4mol/Lc，单体二聚体66061017例如：重铬酸钾水溶液Cr2O72-+H2O2H++2CrO4-在低浓度时离解度大吸光度降低严重偏离原因：化学因素减免措施：控制条件。如：浓度，pH等18（二）光学因素InmI/2102谱带宽度s=2-1假设，两种单色光通过溶液：1：-lgT1=-lgI1/I01=E1cl2：-lgI2/I02=E2clI1=I01·10-E1clI2=I02·10-E2cl1.非单色光19则混合光的透光率21221121000000211010IIIIIIIITclEclEclEclEclEclEIIII1211221110)(10)1010(0000212121100)(001010IIIIclEEclEclEII111001clEII22100220当E1=E2A=-lgT=E1ClE1E2产生偏离212121100)(001010IIIITclEEclE21212100)(00110lglgIIIIclETAclEE偏离原因：入射光谱带宽度减免措施：提高单色性21I02.非平行光不在谱带范围内的与所需波长相隔较远的光。源自仪器本身光学元件的：制造、尘染、霉蚀等3.杂散光减免措施：光路、吸收池放置制造工艺、保存环境223.散射光和反射光I0Ir使透射光强度减弱减免措施：空白溶液对照23（三）透光率测量误差A=-lgT=Kc测定结果的相对误差取决于KdcTdTdA434.0cdcTTdTAdAlg434.0TTTcclg434.0透光率T透光率测量误差T24T=0.368A=0.434具极小值T=0.368时：T=1%=2.72%T=0.5%=1.36%T=0.01%=0.027%测定时应使：T65%~20%A0.2~0.71.暗噪音检测器及放大电路，T可视为常数TTTcclg434.0cccc252.讯号噪音随机讯号，与光敏元件有关11TTKTTTTcclg434.011lg434.0TTKccA代入暗噪音讯号噪音26第二节紫外-可见分光光度计光源单色器样品池检测器信号处理和输出27一、主要部件可见光源紫外光源氢灯或氘灯350nm150~400nm1．光源提供辐射能钨灯或卤钨灯发射强度足够稳定具有连续光谱282．单色器将复合光色散成单色光•色散元件•准直镜（聚光镜）•狭缝棱镜光栅293．吸收池盛放试液可见光区玻璃紫外区石英盛空白溶液的和盛样品溶液的吸收池应互相匹配304．检测器将辐射能转变成电信号光电池光电管光电倍增管光电二极管阵列检测器硒光可见光区硅光紫外可见31光电管、光电倍增管放大器输出阴极（光敏）阳极紫敏光电管200~625nm红敏625~1000nmR32光电倍增管阴极阳极挡板共9个倍增极33光二极管阵列检测器•例：二极管阵列，在190~820nm，由316个二极管组成，即2nm一个二极管。在1/10秒内即可获得全光谱图。样品光源光栅二极管阵列345.讯号显示和处理输出放大显示数据处理351.单光束2.双光束3.双波长二、分光光度计的光学性能与类型检测器数据处理显示样品光源单色器参比（一）几种光路类型362.双光束3.双波长检测器数据处理显示样品光源单色器参比光路类型检测器数据处理显示样品光源单色器I光源单色器II374.多光道二极管阵列检测5.光纤探头式光路类型38（二）光学性能视不同厂商及型号不同而不同主要指标：波长范围，波长准确度，波长重现性，透光率测量范围，吸光度测量范围，光度准确度，光度重复性，分辨率，杂散光39（三）仪器的校正1.波长的校正氢灯或氘灯：486.13nm（F线）656.28nm（C线）稀土玻璃（如镨钕玻璃、钬玻璃）苯蒸汽402.吸光度的校正K2Cr2O7的硫酸溶液：基准K2Cr2O7（60mg）在的硫酸溶液中稀释并定容至1000ml（0.005mol/L），在规定的波长处测定并记算吸收系数。413.吸收池的校正（配对）a样品b参比A1=A样-A参1.2.a参比b样品A2=A样-A参要求：A=A1-A21%