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1、Ultraviolet and Visible Spectrophotometry;分析化学分析化学系列课件系列课件上一内容下一内容回主目录O返回 紫外紫外-可见分光光度法简介可见分光光度法简介11.1 紫外紫外-可见吸收光谱的基本概念可见吸收光谱的基本概念11.2 紫外紫外-可见分光光度法的基本原理可见分光光度法的基本原理 11.3 紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计11.4 定量分析方法定量分析方法11.5 定性及结构分析定性及结构分析（7学时学时)上一内容下一内容回主目录O返回紫外/m 101 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 10-14 /s-1 31
2、08 31010 31012 31014 31016 31018 31020 31022无线电波微波红外可见X射线射线400760nm200400nm上一内容下一内容回主目录O返回特点：电子光谱，强度大 灵敏度高，10-710-4 g/mL 准确度0.20.5%应用： 定性分析：定性鉴别、纯度检测 定量分析：单组分、多组分(计算分光光度法) 结构分析：共轭体系信息上一内容下一内容回主目录O返回 11.1.1 跃迁类型跃迁类型 11.1.2 紫外紫外-可见吸收光谱中的常用术语可见吸收光谱中的常用术语 11.1.3 吸收带及其与分子结构的关系吸收带及其与分子结构的关系 11.1.4 影响吸收带的因
3、素影响吸收带的因素上一内容下一内容回主目录O返回 能在紫外光区产生吸收的有机化合物：不饱和能在紫外光区产生吸收的有机化合物：不饱和且具有共轭系统且具有共轭系统跃 迁类 型波长范围及特点基 团能量含杂原子的不饱含杂原子的不饱和基团和基团 远紫外区(max104，强吸收强吸收 跃迁几率小，跃迁几率小， max E * * * * C=C 共轭共轭 C=C回主目录上一内容下一内容回主目录O返回电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁示意图电子给予体电子接受体NN_R1R2R1R2CCOR+ROhhFe3+SCN-2+ Fe2+SCN2+ Cl-(H2O)n Cl (H2O)n- hh电子接受体电子给予体
4、电子接受体电子给予体上一内容下一内容回主目录O返回配位场跃迁配位场跃迁 4、5周期过渡金属元素 镧系、锕系元素 d轨道和f轨道分裂d-d跃迁和f-f跃迁 必须在配体的配位场作用下才能产生上一内容下一内容回主目录O返回几种常见的紫外几种常见的紫外-可见吸收光谱位置可见吸收光谱位置lg5432110 100 200 300 400 500 600 700 800/nm/nm10 100 200 300 400 500 600 700 800远紫外区近紫外区可见区电荷转移配位场回主目录共轭上一内容下一内容回主目录O返回 CH2=CH CH2CH2OCH3； 上述两个分子能产生哪些类型的电子跃迁？ *
5、跃迁、 *跃迁、 n*跃迁 *跃迁、 *跃迁、 n*跃迁 有哪些生色团和助色团？ 生色团：C=C；助色团：OCH3 生色团：苯环、C=OCOCH3上一内容下一内容回主目录O返回强带强带(strong band) max104弱带弱带(weak band) max102回主目录上一内容下一内容回主目录O返回A谷谷谷谷肩峰肩峰(shoulder peak) max max min min sh回主目录上一内容下一内容回主目录O返回 吸收峰的数目取决于分子结构中不饱和基团的种类 吸收峰的位置(max)取决于电子能级差 吸收峰的强弱(max)取决于电子跃迁几率 回主目录上一内容下一内容回主目录O返回回
6、主目录*、n*n*ClNH2maxmax255nm 215264nm 240280nm 1430example上一内容下一内容回主目录O返回吸收带特 点(nm)吸收强度(max)跃迁类型吸 收基 团波长较长波长较长中强中强吸收吸收300210250230270重心重心256 max104（强带）（强带）200强吸强吸收收18047000中强中强吸收吸收2007000芳环共轭芳环共轭 *杂原子不杂原子不饱和基团饱和基团共轭双键共轭双键芳环芳环回主目录芳环的离芳环的离域大域大键键 芳环芳环C=C骨架振骨架振动及环内动及环内 *example上一内容下一内容回主目录O返回B带和E带苯的苯的B带吸收光
7、谱带吸收光谱苯蒸气苯蒸气苯的乙醇溶液苯的乙醇溶液苯异丙烷溶液的紫外吸收光谱B带带E1带带E2带带上一内容下一内容回主目录O返回苯乙酮的紫外吸收光谱吸收带吸收带 max(nm) max (Lmol-1cm-1)B带带R带带苯乙酮的吸收带lg E2带带K带带生色团生色团回主目录上一内容下一内容回主目录O返回共轭系统共轭系统共平面性共平面性共轭效应共轭效应 max （短移），（短移）， 溶剂极性溶剂极性 K带长移，带长移，R带短移带短移 max 210.5nm,270nm235nm,287nm上一内容下一内容回主目录O返回二苯乙烯顺反异构体的紫外吸收光谱顺式顺式上一内容下一内容回主目录O返回溶剂极性
8、溶剂极性(n *)( *) *非极性溶剂非极性溶剂极性溶剂极性溶剂 * E非非n *极性溶剂对两种跃迁能级差的影响 E极极非极性溶剂非极性溶剂 *n极性溶剂极性溶剂 E非非 E极极上一内容下一内容回主目录O返回11.2.1 Lambert-Beer定律定律11.2.1-1 Lambert-Beer定律数学表达式定律数学表达式11.2.1-2 系光吸数系光吸数11.2.2 偏离偏离Beer定律的因素定律的因素上一内容下一内容回主目录O返回截面积S厚度l断层dl，含dn个吸光质点含n个吸光质点的吸光介质IxI0IdS=kdn入射光强透射光强上一内容下一内容回主目录O返回dS/S =(kdn)/S
9、SkdnIdIxx n = VC ，S = V/ l n / S = l C 上一内容下一内容回主目录O返回-lg(I/I0)= ECl (transmitance)： T = I/I0 (absorbance)： A = -lgT A = ECl（A与与C成正比关系）成正比关系） T = 10-ElC （T与与C成指数函数关系）成指数函数关系） &Lambert-Beer定律：定律：当一束平行单色光垂直通过均匀的非散射吸光物质溶液时，其对光的吸光度与溶液的浓度及厚度成正比，A = ECl。 上一内容下一内容回主目录O返回定性和定量的参数定性和定量的参数 ( / EM)( )%11cmEC=1
10、mol/LC=1g/100ml摩尔吸光系数摩尔吸光系数百分吸光系数百分吸光系数浓度单位浓度单位用用 途途mol/Lg/100ml分子结构研究分子结构研究含量测定含量测定两种吸光系数的区别两种吸光系数的区别两种吸光系数的换算关系：两种吸光系数的换算关系：%1110cmEM上一内容下一内容回主目录O返回C=2.00mg/100ml=0.002g/100ml99203071015.32310%11cmEMA = ECl307002. 0614. 0%1ClAEcm4氯霉素(M=323.15)的水溶液，用纯品配制100ml含有2.00mg的水溶液，=278nm,l=1cm,A=0.614，求 、 。
11、%11cmE上一内容下一内容回主目录O返回吸光度(A)与浓度(C)关系曲线11.2.2-1 化学因素化学因素11.2.2-2 光学因素光学因素11.2.2-3 透光率测量误差透光率测量误差TTTCClg434. 0上一内容下一内容回主目录O返回离解： max350nm,450nm max375nm缔合：溶剂化：减免：控制一定的实验条件（稀溶液、pH范围、溶剂等） I2CCl4紫色C2H5OH绿色来源： n = VC上一内容下一内容回主目录O返回水溶液中Cr()两种离子的吸收曲线亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱Cr2O72- 350nmCr2O72- 450nmCrO42- 375nmC=6.361
12、0-6 mol/L (单体单体)660nmC=1.2710-4 mol/L (二聚体二聚体)610nmC=5.9710-4 mol/L上一内容下一内容回主目录O返回非单色光非单色光杂散光杂散光(stray light)散射光和反射光散射光和反射光非平行光非平行光&谱带宽度谱带宽度(band width,S)末端吸收末端吸收处产生假吸收处产生假吸收溶液混浊溶液混浊空白对比空白对比实际光程实际光程l A上一内容下一内容回主目录O返回来源：仪器噪音来源：仪器噪音(noise) 性质：性质：随机误差随机误差种类：种类：(dark noise)(signal shot noise)暗噪音与迅号噪音的误差
13、曲线暗噪音暗噪音迅号噪音迅号噪音 A=0.20.7 (或或T=2065%) 上一内容下一内容回主目录O返回11.3.1 主要部件主要部件11.3.2 常见光路类型常见光路类型11.3.3 一般光学性能一般光学性能上一内容下一内容回主目录O返回提供能量激发被测物质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，获得所需单色光盛放溶液并提供一定吸光厚度检测光讯号，并将光讯号转变为电讯号迅号放大、数学换算上一内容下一内容回主目录O返回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 校零上一内容下一内容回主目录O返回光栅扇面镜参比池样品池I0II0扇面镜优点：减免光源不稳误差
14、；改变波长不需校零； T = I/I0缺点：不适于浑浊溶液的测定特点：两束同波长单色光上一内容下一内容回主目录O返回单色器1单色器2样品池A=A1-A212特点：两束不同波长单色光优点：无需参比；可测浑浊溶液；可得一阶导数光谱上一内容下一内容回主目录O返回光多道二极管阵列检测器分光光度计 特点：经先后两次分光优点：单色光较纯，杂散光降得很低(溶剂截止波长A尖A平单组分定量分析方法单组分定量分析方法上一内容下一内容回主目录O返回适用：适用：单色光较纯，符合单色光较纯，符合Beer定律定律方法：方法：上一内容下一内容回主目录O返回例例1:VB12 max 361nm:E1%1cm=207, A=0
15、.414, l=1cm，求求C=？ g/100ml例例2:样品样品VB1225.0mg1000ml， max 361nm：A=0.507， l=1cm，求，求VB12 (%)=?C=25mg/1000ml=0.0025g/100ml=20 g/ml上一内容下一内容回主目录O返回适用：适用：单色光不纯，不完全符合单色光不纯，不完全符合L-B定律（曲线定律（曲线不过零点，线性稍差）不过零点，线性稍差）方法：方法：标准序列标准序列固定条件固定条件AC曲线曲线样品样品同上条件同上条件AxCx曲线曲线回归方程：回归方程：A=ElC=KCAx校正曲线法示意图Cx上一内容下一内容回主目录O返回例3:芦丁的含
16、量测定:标准品(0.200mg/ml)05ml25ml 样品3.0mg25ml0.710mg/25ml0.845回归方程：A=0.0105+1.162C (r=0.9996)上一内容下一内容回主目录O返回适用：适用：线性关系较好线性关系较好要求：要求：相同测定条件相同测定条件 Cs与与Cx相近相近方法：方法：对照法示意图As=ECsl；Ax=ECxl 上一内容下一内容回主目录O返回例4: VB12的含量测定VB12注射液：2.50mL10.00mL对照品溶液：25.00mg 1000mLmax 361nm:l=1cm,Ax= 0.508,As= 0.518,求C=?对照法：吸光系数法：C=98.2mg/LC=0.00982g/100ml =98.2mg/L上一内容下一内容回主目录O返回酸式体：酸式体：AHA= HAC碱式体：碱式体：AA-= A-CA=AHA+AA-= HAHA+ A-A-上一内容下一内容回主目录O返回例5:吸光度法求VB6的pKaVB625mg100ml贮备液， l=1cm，pH=2:酸式体max 230375nmpH=7:碱式体上一内容下一内容回主目录O返回 数值计
