第十三章可見分光光度法和紫外分光光度法

1、第十三章 可見分光光度法和紫外分光光度法Visible Spectrophotometry and Ultraviolet Spectrophotometry內(nèi)容提要1.物質(zhì)的吸收光譜2.分光光度法基本原理透光率和吸光度Lambert-Beer定律3.可見分光光度法分光光度計(jì)測(cè)定方法4.提高測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的方法5.紫外分光光度法簡(jiǎn)介教學(xué)基本要求n了解光的基本性質(zhì)及物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收。了解吸收光譜的意義。n掌握分光光度法的基本原理，Lambert-Berr定律以及透光率、吸光度、摩爾吸光系數(shù)、質(zhì)量吸光系數(shù)等基本概念及相互關(guān)系。了解光的加和性。n了解分光光度計(jì)的基本構(gòu)造，熟悉可見分光光度法的

2、測(cè)定方法-標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法，了解比吸光系數(shù)比較法和差示分光光度法。n了解提高測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的方法。n了解紫外分光光度法的一般概念 第一節(jié) 物質(zhì)的吸收光譜一、物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收n光照射某物質(zhì)，物質(zhì)能夠吸收光，使原有的基態(tài)轉(zhuǎn)為激發(fā)態(tài)，只有當(dāng)分子的能量(h)與被照射物質(zhì)粒子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差(E)相等時(shí)才能被吸收。M(基態(tài))+ h M*(激發(fā)態(tài))n物質(zhì)對(duì)光的吸收具有選擇性，若溶液選擇性地吸收了某種顏色的光，則溶液呈吸收光的互補(bǔ)光。 第一節(jié) 物質(zhì)的吸收光譜紅橙黃綠青青藍(lán)藍(lán)紫白光第一節(jié) 物質(zhì)的吸收光譜二、物質(zhì)的吸收光譜n將不同波長的單色光依次通過有色溶液，測(cè)量溶液的吸光度A(absorb

3、ance)。n以波長為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)作圖，得吸收曲線，或稱吸收光譜。n吸收光譜中，吸光度最大處的波長為最大吸收波長，用max表示。n一般，max是定性鑒別物質(zhì)的基礎(chǔ) 。n不同濃度的溶液，max不變，濃度與峰值成正比，這是進(jìn)行定量分析的依據(jù)。 第一節(jié) 物質(zhì)的吸收光譜n三(鄰二氮菲)合鐵(II)離子的吸收光譜圖 max=510nm不同濃度的溶液，max不變，濃度與峰值成正比。第二節(jié) 分光光度法基本原理一、透光率和吸光度n入射光強(qiáng)度I0，吸收光強(qiáng)度Ia，透過光強(qiáng)度It， 反射光強(qiáng)度為IrI0 Ia + It + Irn被測(cè)溶液和參比溶液的吸收池同樣材料和厚度，反射光強(qiáng)度影響相互抵消，上式簡(jiǎn)

4、化為I0 Ia + It第二節(jié) 分光光度法基本原理一、透光率和吸光度n透射光的強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比稱為透光率(transmittance)，用T表示n透光率的負(fù)對(duì)數(shù)稱為吸光度，用符號(hào)A表示。A愈大，溶液對(duì)光的吸收愈多。0tII=Tt0lglgII=T-=A第二節(jié) 分光光度法基本原理二、Lambert-Beer定律nLambert- Beer定律：A =bc 溶液厚度b，單位cm；濃度c，單位molL-1；摩爾吸光系數(shù)，單位Lmol -1cm-1 n若用質(zhì)量濃度代替cA ab 質(zhì)量吸光系數(shù)a的單位Lg -1cm-1 na和可通過下式相互換算 aM 第三節(jié) 可見分光光度法 一、分光光度計(jì)

5、n主要部件 光源 單色光器 檢測(cè)器 吸收池 訊號(hào)處理及顯示器n光源：鎢燈，發(fā)出3203 200nm的連續(xù)光譜，n單色光器：以棱鏡或光柵分光，提供單色光。n吸收池：分光光度計(jì)中用來盛放溶液的容器。n檢測(cè)器：通過吸收池的光轉(zhuǎn)換為光電流，再經(jīng)放大輸入指示器，然后顯示。 第三節(jié) 可見分光光度法 (a)自準(zhǔn)式單色光器示意圖 (b)棱鏡對(duì)光的色散作用 第三節(jié) 可見分光光度法 二、測(cè)定方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法 n取系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定吸光度A，作吸光度A對(duì)溶液濃度c的圖，得過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。n在相同條件下，測(cè)量被測(cè)溶液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得溶液濃度。維生素B12的標(biāo)準(zhǔn)曲線 第三節(jié) 可見分光光度法 二、測(cè)定方

6、法2.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法 n預(yù)先配制一個(gè)與待測(cè)液濃度相接近的標(biāo)準(zhǔn)溶液(其濃度用cs表示)，測(cè)得其吸光度為As，再測(cè)定待測(cè)液的吸光度Ax，則待測(cè)液濃度cs可從下式求得 sscAAcxx第四節(jié) 提高測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的方法一、分光光度法的誤差1.溶液偏離Beer定律 n偏離Beer定律，A-c曲線彎曲。主要原因：化學(xué)因素 吸光物質(zhì)發(fā)生解離、締合、溶劑化等現(xiàn)象；光學(xué)因素 復(fù)色光引起對(duì)Beer定律的偏離。 兩種不同吸光系數(shù)的混合光對(duì)Beer定律的偏離 第四節(jié) 提高測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的方法一、分光光度法的誤差2.儀器測(cè)定誤差 n光電管靈敏性差、光源不穩(wěn)定及讀數(shù)不準(zhǔn)。n透光率誤差T引起濃度誤差c：n透光率20%

7、65%，A為0.20.7時(shí)，濃度相對(duì)誤差較小。 測(cè)量誤差和透光率的關(guān)系 TTTcclg0.434第四節(jié) 提高測(cè)量靈敏度和準(zhǔn)確度的方法三、選擇合適的測(cè)定條件n波長的選擇n顯色劑的用量n溶液的酸度n顯色時(shí)間和溫度n共存離子的干擾及其消除第五節(jié) 紫外分光光度法簡(jiǎn)介 一、751-G型分光光度計(jì)n紫外分光光度法適用測(cè)定在近紫外區(qū)(200380nm)有特征吸收的物質(zhì)。 n751-G型分光光度計(jì)裝有可轉(zhuǎn)換的適用于可見分光光度法的鎢燈光源和適用于紫外分光光度法的氫(氘)燈光源(發(fā)射200400nm)。n紫外光不能透過玻璃，故紫外分光光度計(jì)中棱鏡、透鏡、氫燈和光電管以及吸收池等均須用石英制造。第五節(jié) 紫外分光光度法簡(jiǎn)介 751-G分光光度計(jì)光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1.鎢燈 2.氫燈 3.凹面反射鏡 4.平面鏡 5.狹縫 6. 準(zhǔn)直鏡7.石英棱鏡 8.透鏡