紫外可見吸收光譜法 (3)課件

1、關(guān)于紫外可見吸收光譜法 (3)第一張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1.1 電磁波的基本性質(zhì)和分類第二張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月基于物質(zhì)對200-800nm光譜區(qū)輻射的吸收特性建立起來的分析測定方法稱為紫外-可見吸收光譜法或紫外-可見分光光度法。它具有如下特點： 1. 靈敏度高?？梢詼y定10-7-10-4gmL-1的微量組分。 2. 準(zhǔn)確度較高。其相對誤差一般在1%-5%之內(nèi)。 3. 儀器價格較低，操作簡便、快速。 4. 應(yīng)用范圍廣。第三張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1.2 分子吸收光譜的產(chǎn)生 第四張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共六

2、十頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月紫外-可見吸收光譜的產(chǎn)生 由于分子吸收中每個電子能級上耦合有許多的振-轉(zhuǎn)能級，所以處于紫外-可見光區(qū)的電子躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜具有 “帶狀吸收” 的特點。第七張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月紫外-可見吸收光譜 紫外吸收光譜：200 400 nm 可見吸收光譜：400 800 nm 兩者都屬電子光譜。 紫外-可見吸收光譜的定量依據(jù)仍然是Lamber-Beer(朗伯-比耳)定律。 第八張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1.3 分子吸收光譜的獲得和表示方法紫外及可見分光光度計儀器結(jié)構(gòu)：光源、吸收池、分光系統(tǒng)、檢測

3、器1光源：鎢燈或鹵鎢燈可見光源 3501000nm氫燈或氘燈 紫外光源 200360nm2吸收池： 玻璃能吸收UV光，僅適用于可見光區(qū) 石英不能吸收紫外光，適用于紫外和 可見光區(qū) 要求：匹配性（對光的吸收和反射應(yīng)一致）第九張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3單色器：包括狹縫、準(zhǔn)直鏡、色散元件 棱鏡對不同波長的光折射率不同色散元件 分出光波長不等距 光柵衍射和干涉 分出光波長等距4檢測器：將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置光電池光電管（紅敏和藍(lán)敏）光電倍增管二極管陣列檢測器第十張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2.1 紫外吸收光譜與電子躍遷

4、有機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜，是其分子中外層價電子躍遷的結(jié)果（三種）電子、電子、n 電子。 外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序為n n 104。 無機(jī)化合物的紫外-可見吸收光譜第三十三張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月共軛效應(yīng)：共軛效應(yīng)使共軛體系形成大鍵，結(jié)果使各能級間的能量差減小，從而躍遷所需能量也就相應(yīng)減小，因此共軛效應(yīng)使吸收波長產(chǎn)生紅移。共軛不飽和鍵越多，紅移越明顯，同時吸收強(qiáng)度也隨之加強(qiáng)。3.5 影響紫外-可見吸收光譜的因素第三十四張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月溶劑效應(yīng)：溶劑極性對光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響溶劑化限制了

5、溶質(zhì)分子的自由轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)動光譜表現(xiàn)不出來。如果溶劑的極性越大，溶劑與溶質(zhì)分子間產(chǎn)生的相互作用就越強(qiáng)，溶質(zhì)分子的振動也越受到限制，因而由振動而引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)也損失越多。 影響紫外-可見吸收光譜的因素第三十五張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月溶劑效應(yīng)：溶劑極性對*和n*躍遷譜帶的影響當(dāng)溶劑極性增大時，由*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移， n*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生藍(lán)移影響紫外-可見吸收光譜的因素第三十六張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月溶劑的選擇：1）盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑；2）溶劑能很好地溶解被測物，且形成的溶液具有良 好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性；3）溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯吸收。p

6、H值的影響： 如果化合物在不同的pH值下存在的型體不同，則其吸收峰的位置會隨pH值的改變而改變。 影響紫外-可見吸收光譜的因素第三十七張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月儀器的基本構(gòu)造：紫外-可見分光光度計都是由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)五個部分構(gòu)成。儀器類型：紫外-可見分光光度計主要有以下幾種類型： 單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和多通道分光光度計。3.5 紫外-可見分光光度計第三十八張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月紫外-可見分光光度計第三十九張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月紫外-可見分光光度計第四十張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022

7、年6月紫外-可見分光光度計第四十一張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.6.1. 定性分析： 紫外-可見吸收光譜法對無機(jī)元素的定性分析應(yīng)用較少。有機(jī)化合物定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析：光譜簡單，特征性不強(qiáng)，大多數(shù)簡單官能團(tuán)在近紫外光區(qū)只有微弱吸收或者無吸收，應(yīng)用有一定的局限性。主要適用于不飽和有機(jī)化合物，尤其是共軛體系的鑒定，以此推斷未知物的骨架結(jié)構(gòu)。在配合紅外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜等進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析中，是一個十分有用的輔助方法。 3.6 紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用第四十二張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月所謂比較法，就是在相同的測定條件（儀器、溶劑、pH等）下，比較未知純試樣與已知標(biāo)

8、準(zhǔn)物的吸收光譜曲線，如果它們的吸收光譜曲線完全等同，則可以認(rèn)為待測樣品與已知化合物有相同的生色團(tuán)。 借助于前人匯編的以實驗結(jié)果為基礎(chǔ)的各種有機(jī)化合物的紫外-可見光譜標(biāo)準(zhǔn)譜圖，或有關(guān)電子光譜數(shù)據(jù)表。比較法第四十三張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)采用其他物理和化學(xué)方法判斷某化合物有幾種可能結(jié)構(gòu)時，可用經(jīng)驗規(guī)則計算最大吸收波長max，并與實測值進(jìn)行比較，然后確認(rèn)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。1經(jīng)驗規(guī)則計算共軛二烯、多烯烴及共軛烯酮類化合物*躍遷最大吸收波長的經(jīng)驗規(guī)則。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(shù)，然后對連接在母體中電子體系(即共軛體系)上的各種取代基以及其他結(jié)構(gòu)因素按表所列的數(shù)值加以

9、修正，得到該化合物的最大吸收波長。最大吸收波長計算法第四十四張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月最大吸收波長計算法第四十五張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月2Fieser-Kuhn經(jīng)驗規(guī)則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max和max值可按Fieser-Kuhn經(jīng)驗規(guī)則來計算：max=114+5M+n(48.01.7n)-19.5R環(huán)內(nèi)-10R環(huán)外max=1.7410 exp4n M為取代烷基數(shù)，n為共軛雙鍵數(shù)，R環(huán)內(nèi)為有環(huán)內(nèi)雙鍵的環(huán)數(shù)，R環(huán)外為有環(huán)外雙鍵的環(huán)數(shù)。 最大吸收波長計算法第四十六張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月最大吸收波長計算法第四十七張，

10、PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3Scott經(jīng)驗規(guī)則最大吸收波長計算法第四十八張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月最大吸收波長計算法第四十九張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月1 順反異構(gòu)體的判別 一般來說，順式異構(gòu)體的max比反式異構(gòu)體的小。 2 互變異構(gòu)體的測定 結(jié)構(gòu)分析第五十張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3 構(gòu)象的判別 例如，-鹵代環(huán)己酮有兩種構(gòu)象：CX鍵可為直立鍵（I），也可為平伏鍵（II）。前者C=O上的電子與CX鍵的電子重疊較后者大，因此前者的max比后者大。據(jù)此可以區(qū)別直立鍵和平伏鍵，從而確定待測物的構(gòu)象。 結(jié)構(gòu)分析第五十一張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022

11、年6月依據(jù)：朗伯-比耳定律。即在一定波長處被測定物質(zhì)的吸光度與其濃度呈線性關(guān)系。 3.6.2.1 單組分定量方法 標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含被測組分的空白溶液為參比，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，在符合朗伯-比耳定律的濃度范圍內(nèi)繪制吸光度-濃度曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)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，通過線性回歸方程便可求得未知試樣的濃度。 3.6.2 定量分析第五十二張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月蘆丁含量測定：取樣品3mg稀釋至25mL。0.710mg/25mL0.710mg/25mL第五十三張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.6.2.2 多組分定量

12、方法根據(jù)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。 定量分析第五十四張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月解線性方程組法步驟：第五十五張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月3.6.2.3 導(dǎo)數(shù)分光光度法根據(jù)朗伯-比耳定律，吸光度是波長的函數(shù) A=()lc 將吸光度對波長進(jìn)行n次求導(dǎo)，得 吸光度的任一階導(dǎo)數(shù)值都與吸光物質(zhì)的濃度呈正比，所以可用于定量分析，其靈敏度與dn/dn有關(guān)。定量分析第五十六張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月定量分析第五十七張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月如果一化合物在紫外-可見區(qū)沒有吸收峰，而其中的雜質(zhì)有較強(qiáng)的吸收，就可方便地檢出該化合物中的痕量雜質(zhì)。如果一化合物在紫外-可見區(qū)有較強(qiáng)的吸收帶，有時可用摩爾吸光系數(shù)來檢查其純度。 3.6.3 純度檢查第五十八張，PPT共六十頁，創(chuàng)作于2022年6月在極性溶劑中，分子間形成了氫鍵，實現(xiàn)n*躍遷時，氫鍵也隨之?dāng)嗔?；此時，物質(zhì)吸收的光能，一部分用以實現(xiàn)n*躍遷，另一部分用以破壞氫鍵（即氫鍵的鍵能）。在非極性溶劑中，不可能形成分子間氫鍵，吸收的光能僅為了實現(xiàn)n*躍遷，故所吸收的光波的能量較低，波長較長。由此可見，只要測定同一化合物在不同極性溶劑中n*躍遷吸收帶，就能計