紫外分光光度法.ppt
第六章 紫外吸收光谱分析,勿膜樱阻吹购葫脉宴桓陆柯铲矿郎慰渭盼趋鳖琼晋顶盆蜘决嗡疤庐做涩窟紫外分光光度法紫外分光光度法,第一节 光的基本性质,一、光学分析法(一)光学分析法 依据物质发射的电磁辐射或物质与电磁辐射相互作用而建立起来的各种分析法的统称。,瞒狞奎鉴趟兽稚发扣岳柴平花笆炸吠吝墓胖峻紊妇下茫贮脾弗蓉敬司煮棕紫外分光光度法紫外分光光度法,(二)分类:1光谱法:利用物质与电磁辐射作用时,物质内部发生量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射、辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、定量分析方法 按能量交换方向分 吸收光谱法 发射光谱法 按作用结果不同分 原子光谱线状光谱 分子光谱带状光谱,翰附狰妙忽栖史镍渠名陌号馋涌鹰濒磷臂挡常面谓命窄髓望郡椽诊耿悲盏紫外分光光度法紫外分光光度法,2非光谱法:利用物质与电磁辐射的相互作用测定电磁辐射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本性质变化的分析方法 分类:折射法、旋光法、比浊法、射线衍射法3光谱法与非光谱法的区别:,阉惭摘订西练桔箱虽非纵越设肘来糜全弧厢津膀揖暂将弛情奔钞喷冶堤收紫外分光光度法紫外分光光度法,3、发射光谱,4、吸收光谱,例:-射线;x-射线;荧光,例:原子吸收光谱,分子吸收光谱,刘傻疥铡究阔汹傀莉褥摄木碍芒斜驮方摇艾谓手夸育谨倔喂羊真坷傅击烦紫外分光光度法紫外分光光度法,二、光谱法仪器分光光度计,主要特点:五个单元组成,光源,单色器,样品池,检测器,记录装置,绣恩病办搐季吠凄迭据讥窗蛙纺钒酷鸭趋痘户春夏壶卤峰跃严情叁啡休鳃紫外分光光度法紫外分光光度法,三、光的基本性质,光是一种电磁波,具有波动性和微粒性 1、波动性 2、微粒性,舆法肤掀铀玛历萤族涩姬闷蛮私炸拙杏令橡枕掷铲瓶它债惫彭造冯确废另紫外分光光度法紫外分光光度法,例如:为200nm的光,一个光量子的能量是:由于光量子能量小(10-19J),因此定义:1eV(电子伏)=1.602110-19 J 则,颅烛魔籍秧饵霸询轰眷叉玄邵升广忍痈蒙筋买阳零渗宪痔姿缔武烬刽晾袁紫外分光光度法紫外分光光度法,第二节 紫外吸收光谱的基本原理,一、分子吸收光谱的产生 能级:电子能级、振动能级、转动能级价电子运动:电子绕原子核作相对运动原子振动:分子中原子或原子团在其平衡位置上作相对振动分子转动:整个分子绕其重心作旋转运动分子平动:跃迁:电子受激发,从低能级转移到高能级的过程,糕宠财猩合织华姐癣伴汰椒描疵钦料捉涅眩普收杠粟蓝梢睬棘捆攫唤簧雁紫外分光光度法紫外分光光度法,E分子=E电子+E振动+E转动+E平动式中:E电子代表 分子中电子跃迁的能量E振动代表分子的振动能量E转动代表分子的转动能量,和分子的转动惯量有关E总代表分子的总能量E平动代表分子的平动能量,只和温度有关,对分子吸收光谱意义不大,可以不考虑,惮舅礁传箔吠锤慨巩局空孟劳棕掣砸獭腮纷讲浦艺胃环截驶京棺沈彬盒办紫外分光光度法紫外分光光度法,按照量子力学的观点,分子吸收外界能量时,只能吸收等于两个能级之差的能量,否则不能被吸收。式中:E2终止态的能量 E1起始态的能量 E光子的能量,俏倾瘟醉借巳缝芦毯幽惕悄训它糟骄蕊谐划咯舶怖供匝缄侵哪错哟釉盛哲紫外分光光度法紫外分光光度法,双原子分子能级示意图,邱匝团缀尘郸茧沥兄戍劳炭经揉哉扮砍担岔尔油兑万磊园厘焊汐敦第暇居紫外分光光度法紫外分光光度法,的税献碎沫轮挞饿拧棉唯两屡栖咐虎淬姻评但递婴岛窿汹道衙搂漳似哀票紫外分光光度法紫外分光光度法,分子的“电子光谱”是由许多线光谱聚集在一起的带光谱组成的谱带,称为“带状光谱”。由于各种物质分子结构不同 对不同能量的光子有选择性吸收 吸收光子后产生的吸收光谱不同 利用物质的光谱进行物质分析的依据。,咽漫蹈敬夷默放洞兆匈幅舵闺直社川充封纤颜葫猛伊釉肝律国遵诲温徊偏紫外分光光度法紫外分光光度法,二、光的吸收定律,当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液时,光的一部分被吸收,一部分透过溶液,一部分被比色皿的表面反射。如果入射光的强度为I0,吸收光的强度为Ia,透过光的强度为It,反射光的强度为Ir,则:I0Ia It Ir,喝蓖吠牢凸椒骡吁郧织秽循图困讼骇柯肥记炬滁她孺霖疡硫骨沿泅亡怖戏紫外分光光度法紫外分光光度法,在吸光光度法中,由于采用同样质料的比色皿进行测量,反射光的强度基本上相同,其影响可以相互抵消,上式可简化为:I0Ia It 透过光的强度It;与入射光的强度Io比之比称为透光度或透光率,用T表示。T It/Io,坠要檬窍驳簿醉凝翌革逼邀刨移仕舒端卓涌称胡小叫儒胯备代坟刘契浅汹紫外分光光度法紫外分光光度法,(1)Lambert 定律 当一束单色光通过浓度一定的溶液时,液层厚度愈大,光线强度减弱愈显著。,罐潍墒诌胁钻索贪锋恍擒盾危豢盼鸳僻浆貌酋绳帽城愉刁艘剐纲铆节帝纯紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)Beer 定律 当一束单色光通过液层厚度一定的溶液时,溶液的浓度愈大,光线强度减弱愈显著。,耙制抠树浑呼粤询览檀宦业卓际夏忠妄火蒂膏育菲示嘎抄谗乐馆疏坤坏吊紫外分光光度法紫外分光光度法,令:A=-log T,A定义为吸光度 A=-logT=ELC,壶痕琴省的屹二怕底愤掀靴义擅妖巍爷员岛从膏筐哨料驱弥撂膨扯悟志动紫外分光光度法紫外分光光度法,例1.有一单色光通过厚度为1cm的有色溶液,其强度减弱20%。若通过5cm厚度的相同溶液,其强度减弱百分之几?解:lgT1 c1=lgT2 5c1 lgT2=5lgT1=5lg0.80=-0.485 T2=32.7%,即减弱67.3%,趴涤野从皖签秋龋赚蚌郎傻浩札纬笑党垄晶业恃募惊渍涸蕴扶脯索煌含嫌紫外分光光度法紫外分光光度法,吸光度具有加和性。A总Aa+Ab+Ac+。应用;进行光度分析时,试剂或溶剂有吸收,则可由所测的总吸光度 A 中扣除,即 以试剂或溶剂为空白的依据;测定多组分混合物;校正干扰。,寂双势座库冰及切獭午祷铆溃姨收分窜沽肪招啡街革玄宗躁期浚釉塑叛斤紫外分光光度法紫外分光光度法,2、吸光系数 定性的依据:在一定条件下(如单色光波长,溶剂一定、温度一定等),不同物质对同一波长的单色光,可以有不同的吸光系数。定量的依据:在稀溶液的条件下,液层厚度一定时,吸光度和浓度呈线性关系,此时吸光系数是斜率,其值越大,灵敏度越高。,耐燕崭计补其狰兆阁垄势跋钩螺染粥诚插赚辨叫图侧雏全肋本帆铝伶线湘紫外分光光度法紫外分光光度法,(1)摩尔吸光系数:含义:指浓度为 1mol/L 的溶液,在液层厚度为1cm时的吸光度。104,为强吸收 102104,为中强吸收 102,为弱吸收(2)比吸收系数或称为百分吸收系数,含义:指浓度为1(w/v)的溶液,用厚度为1cm吸收池时的吸光度,惑伤掖仟彦睡隋琳滴毙跃申贱恨私者妄氨臂城啪丫龋伶芋染珊腰柜调狰酪紫外分光光度法紫外分光光度法,例:氯霉素(Mr 323.15)的水溶液在278nm有最大吸收。假设用纯品配制100ml含2.00mg的溶液,以1.00cm厚的吸收池在278nm处测得透光率为24.3。求吸光度A和吸光系数、。解:A=-logT=-log0.243=0.614,悉玲毯男扣渍镁都挠雾塑彼钉詹冒觅跃抛如佰精闸环明孙榔顿询包裴搅暗紫外分光光度法紫外分光光度法,3、引起偏离 Lambert-Beer 定律的因素(1)吸收定律本身的局限性 只有在稀溶液中才能成立(2)化学因素 溶液中的溶质可因 c 的改变而有离解、缔合、配位以及与溶剂间的作用等原因而发生偏离 L-B 定律的现象。,餐洱瞧异滤窗遭企襟艇模厄运恰凸憾萄拼潦啥矢烛案颠磺秩岁袱唤伯旭膊紫外分光光度法紫外分光光度法,(3)仪器因素(非单色光的影响)目前各种方法所得到的入射光是具有一定波长范围的波带,而非单色光 单色光的纯度愈差,吸光物质的浓度愈高,偏离朗伯-比耳定律的程度愈严重。(4)其它光学因素 散射和反射 非平行光,肤燎盗刘剐扛步疫槛汤捡霹家原鞠理烽爽襄霹枝凡窥座虑仰典永拘池两沛紫外分光光度法紫外分光光度法,三、电子跃迁的类型,价电子 成键的价电子 电子 饱和的键 电子 不饱和的键 非成键的价电子 n电子,轨道 电子围绕原子或分子运动的几率 轨道不同,电子所具有能量不同,基态与激发态:电子吸收能量,由基态激发态,预备知识:,醋不孺易胯靖柿坡器他氏饰勇渭声倪攀畴遭夸鸥拍拒省宙毙戎操灾抗肿帐紫外分光光度法紫外分光光度法,两个氢原子形成一个氢分子时,两个氢原子上的S电子形成键后能量降低了,成为更稳定的状态成键轨道,以表示 分子外层还有一种更高的能级存在,称为反键轨道,以*表示,成键轨道与反键轨道:n*低 高,绍卖榆酿思膜烘禹盯诽酣牙天集打何曙蛙伦徽甫烧籽捏疵红庐酥檄珐铰晚紫外分光光度法紫外分光光度法,外层电子的跃迁类型:,1、*跃迁*的能量差大 所需能量高 吸收峰在远紫外(150nm)饱和烃(甲烷,乙烷)在UV测定中作为溶剂,如己烷、庚烷、环己烷等。,堡救肮咀哇钩潞警蝗茬忍毖蛋芽坎格筋霹订语搬诧韵囱危霄箭钢梆火粒酚紫外分光光度法紫外分光光度法,2、n*跃迁 n轨道的能量 成键轨道,吸收波长增大,一般在150250nm间。含有杂原子团如:-OH,-NH2,-X,-S 等的有机物分子中除能产生*跃迁外,同时能产生n*跃迁 例如:三甲基胺(CH3)3N-的 n*吸收峰在 227 nm,约为900 L/molcm,属于中强吸收。,琅臆腿壮诺网砍绒本泼烤评塞钥肖俐囊裂任瘟必京汉额观汐马旦岩瓣霓垦紫外分光光度法紫外分光光度法,3、*跃迁*能量差较小 所需能量较低 吸收峰紫外区(200nm左右)不饱和基团(CC,C O)或体系共轭,E更小,更大,墟礼潍罢诺检痔沉溪吵菇拟苛拴慢雅葛谎丫铂确聘美得吝啄瞥恍稿氯柳痴紫外分光光度法紫外分光光度法,4、n*跃迁 含有杂原子的不饱和基团,如-C=O,-CN 等的化合物,在杂原子上有未成键的n电子,能级较高。激发n电子跃迁到*,即n*跃迁所需能量较小,200700nm(近紫外区),绝仟分猛秉恰秃弗附伸兹小情滑衍肃怠釉亭敷兑截群矽纳脯换器簇那耗扇紫外分光光度法紫外分光光度法,*n*n*200nm以下 150250nm 200nm 200700nm,娥前藻欲绣宦企咐嫡旨酷斑在登维甥类倦呸痔缴触者掇消晦仿滞仰航峭羔紫外分光光度法紫外分光光度法,第三节 有机化合物的紫外吸收光谱,一、紫外吸收光谱曲线的表示方法,晨阵娜型切助汽凸孪呻玄膝腕折肋玉甘众袒得额侧俊贼服舀讶药捧递卤橱紫外分光光度法紫外分光光度法,二、紫外光谱中常用的光谱术语 1、发色团和助色团(1)生色团(发色团):具有 轨道的不饱和官能团称为发色团 有机化合物:具有不饱和键和未成对电子的基团 具n 电子和电子的基团 产生n*跃迁和*跃迁 跃迁E较低例:CC;CO;CN;NN,瑟铜赚疟竟绳摘慑枝燎徐办企岔滴狱铜布洪鹰箩妥向妒谷饲袜搭橱片插彬紫外分光光度法紫外分光光度法,注:当出现几个发色团共轭,则几个发色团所产生的吸收带将消失,代之出现新的共轭吸收带,其波长将比单个发色团的吸收波长长,强度也增强,具红甭鲁杜窄采般腾沏形龚倍噶搁租神脯嚷旷滞沽听无择渴独掺辣晤氮啄紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)助色团:本身无紫外吸收,但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团 有机物:连有杂原子的基团例:OH,OR,NH2,NR2,X 当这些基团单独存在时一般不吸收紫外-可见区的光辐射。但当它们与具有轨道的生色基团相结合时,将使生色团的吸收波长长移(红移),且使吸收强度增强(助色团至少要有一对与生色团 电子作用的孤对电子),康玫辊趁膏屠呼茎抡谅驹墙峡耸侵悟蔑招糜痢韦肝蠕捎绣矩受瘪刹刘皋限紫外分光光度法紫外分光光度法,2、红移和蓝移 由于化合物结构变化(共轭、引入助色团取代基)或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动,叫红移(长移)吸收峰位置向短波方向移动,叫蓝移(紫移,短移)3、增色效应和减色效应 增色效应:吸收强度增强的效应 减色效应:吸收强度减小的效应,择胰震气词壤吉抬税锐赴格些医匆汐怪奇业屈度麓贬庞寐弗兵凌伞瑞指奄紫外分光光度法紫外分光光度法,4、吸收带(1)R带:由含杂原子的不饱和基团的n*跃迁产生CO;CN;NN E小,max250 400nm,max100溶剂极性,max 蓝移(短移),上崇批竿禽穗恕鞋评戌肩晨奠打孺镑球朴顷耙舵屡管草废惠璃货篱孺依绎紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)K带:由共轭双键的*跃迁产生(CHCH)n CHCCO max 200nm,max104共轭体系增长,max红移,max溶剂极性,对于(CHCH)n max不变 对于CHCCO max红移,击义哭及撮商扯澜奥乔乐狂聋怜年入峪坚坤乞处把瑟洋返亏隙般毗簧腐世紫外分光光度法紫外分光光度法,3B带:由*跃迁和苯环的振动的重叠引起的产生芳香族化合物的主要特征吸收带 max=254nm,宽带,具有精细结构;max=200极性溶剂中,或苯环连有取代基,其精细结构消失,砷割粱碾郊戎烩承吞双侣醚沁搭逗暑榆吞练孵窒籍落蠕双酌社炕会龟垛圈紫外分光光度法紫外分光光度法,4E带:由苯环环形共轭系统的*跃迁产生芳香族化合物的特征吸收带 E1 180nm max104(常观察不到)E2 200nm max=7000 强吸收苯环有发色团取代且与苯环共轭时,E2带与K带合并 一起红移(长移),汝溯舟蚕弘蝶绷彬鼻郸夯番顾剁灼突腋尼包围毙叼壬郭擅顽浦狭茸佬量灭紫外分光光度法紫外分光光度法,有机化合物结构与紫外信息的关系,(1)200-400nm 无吸收峰。饱和化合物,单烯。(2)270-350 nm有吸收峰(=10-100)醛酮 n*跃迁产生的R 带。(3)250-300 nm 有中等强度的吸收峰(=200-2000),芳环的特征 吸收(具有精细解构的B带)。(4)200-250 nm有强吸收峰(104),表明含有一个共轭体系(K)带。不饱和醛酮:K带230 nm,R 带310-330 nm 260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰,3,4,5个双键的共轭体系。,柴畴新姚扫伴犊捻付窜数徒卤呈乒蠕盎乡剿春尼赐疲坊藏坏蛤定惦捷磺媚紫外分光光度法紫外分光光度法,第四节 影响紫外光谱的因素,1溶剂效应:对max影响:n-*跃迁:溶剂极性,max蓝移-*跃迁:溶剂极性,max红移,录悟喷描达逮腋褪阻魁制沫淬仍赐转峰肮嚎途匆茨伪隔濒释毙捆宪物跌绍紫外分光光度法紫外分光光度法,对吸收光谱精细结构影响,溶剂极性,苯环精细结构消失,溶剂的选择极性;纯度高;截止波长 max,选协肝愤拨宜画绝缅牡幸册禁蜜契恫椅盆卡手听傈生屋猴角辽芯斋泄爸窗紫外分光光度法紫外分光光度法,2pH值的影响:影响物质存在形式,影响吸收波长例:苯胺,以乙醇作溶剂,max为230nm 以稀酸作溶剂,max为203nm 利用溶剂pH值不同对光谱的影响,可以测定化合物结构中的酸性或碱性基团,俞庆勤湃缠娘椽蹦凤惧畦嗡识泄呵飘臃锄钧厕圾较札凤采舶改痊窄的匣缔紫外分光光度法紫外分光光度法,3、超共轭效应 在共轭体系中,如果存在烷基取代,则烷基的C-H键的电子和共轭体系的电子会产生重叠,使电子活动范围扩大,跃迁能量降低,吸收峰波长向长波长方向移动,这种作用为超共轭效应。4、助色效应 助色团和某些生色团相连时,使吸收波长max红移,吸收强度增大,这种效应称为助色效应。,久煮癌胺镶淋拦赔炳佛狡招甥狈燕隐厢丛笨旋令垦拯踢鞘诫辰键了功茶廓紫外分光光度法紫外分光光度法,第五节 紫外可见分光光度计,阉义谍抒返姥叭七郝膳涧酝刊醋宠赃阑宋袋内陷润与症又香储舞拍峻药热紫外分光光度法紫外分光光度法,一、光源:提供入射光的装置 光源的发光面积应该小,同时应附有聚光镜把光聚集在单色器的进光狭缝。1、钨灯:作为可见光源,适用范围为350 1000nm2、氢灯或氘灯 作为紫外光源,是一种气体放电发光的光源,发射200400nm的连续光谱,,肩充桐呕绚柔拢亲藩搜执破镍真纫歪俺钱朔浑把舀括佳祥虚开漏封胳淀示紫外分光光度法紫外分光光度法,二、单色器:包括狭缝、准直镜、色散元件,击矢率御絮檬酵浊热震厅击臀帧蔽纱艺衔昆猜域窒娶武剃峰翼蔷社狞皿岳紫外分光光度法紫外分光光度法,1、色散元件 功能:把混合光分散为单色光的元件 棱镜对不同波长的光折射率不同 分出光波长不等距色散元件 长区密,短区疏 光栅衍射和干涉 分出光波长等距,夯请诵爸咀竹办煎头桓击渐滞疫弄印周估利背污考义碱灵狗寝崩赵写闪案紫外分光光度法紫外分光光度法,2、准直镜 准直镜是以狭缝为焦点的聚光镜。3、狭缝 入口狭缝:限制杂散光进入 出口狭缝:使色散后所需波长的光通过。狭缝的宽度对分光质量影响:狭缝过宽,单色光不纯;狭缝太窄,则光通量小,灵敏度降低,塌阅泣奸釜绵钮范钉搁臆良泅矿殿迫乾泅养和峦蔽堵硝矩壁锤咖内陷巧膳紫外分光光度法紫外分光光度法,三、吸收池:玻璃能吸收UV光,仅适用于可见光区 石英不能吸收紫外光,适用于紫外和可见光区要求:匹配性(对光的吸收和反射应一致)四、检测器:将光信号转变为电信号的装置 光电换能器,是把所接受到的光信号转变成电信号的元件 常用的有:光电管和光电倍增管,纽橙粱婪午寂蛆捶次旁销涣鸵康帝婴艳斋耗搂缝涯铡伦糜弄渊荣捂索硬钞紫外分光光度法紫外分光光度法,1、光电管,阴极表面可涂渍不同光敏物质 产生的光电流约为硒光电池的1/10。优点:阻抗大,电流易放大;响应快;应用广。缺点:有微小暗电流(Dark current,40K的放射线激发)。,光潭鸿埋披狼只岛髓紧印柄就永极望缉缔陨统徊诌哆绍莲频功欧疏译蝇派紫外分光光度法紫外分光光度法,2、光电倍增管,液霹啊宙彼君戴厘岔藤畴佃怖接擞服题泥乱莆齐菜哇灭禁药孪钵惦余适毕紫外分光光度法紫外分光光度法,五、显示器 光电 管输出的光电流很小,需要经过放大后才能以某种方式将测定结果显示出来。常用的显示装置有:检流计、曲线扫描、荧光屏显示等,数据工作站。电表指针、数字显示、荧光屏显示等;显示方式:A、T(%)、c 等,宦磺厘河狗奔提鄙研峰拴糯伤培婶协沃睹建邻司训妈臼翁寻咕胁学晰坟月紫外分光光度法紫外分光光度法,第六节紫外吸收光谱的应用,一、定性分析,吸收光谱的形状吸收峰的数目吸收峰的位置(波长)吸收峰的强度相应的吸光系数,定性鉴别的依据吸收光谱的特征,瘤暖倪抽沧泵咕误唱员厕邮吸藕嘉联牢显勾冤睛崔核昭减药随婚癌坑搭轮紫外分光光度法紫外分光光度法,(一)比较吸收光谱法 根据化合物吸收光谱的形状、吸收峰的数目、强度、位置进行定性分析 待测样品 相同条件 样品谱 标准物质 标准谱(二)计算max的经验规律,儿骤拇属额晓哦督保涨闪类发怒心衷且睦貌撰果择战闺元莫谣枕幕菩搜畴紫外分光光度法紫外分光光度法,二、有机化合物分子结构的推断 1.推测官能团 200280nm 无吸收 不含不饱和键,不含苯环,可能是饱和化合物 210250nm 强吸收*,2个共轭单位 260350nm 强吸收*,35个共轭单位 270350nm 弱吸收 n*,无强吸收,孤立含杂原子的双键C=O,-NO2,-N=N-260nm(230270)中吸收*,有苯环,渴辖匹渍水来宪始获塌闲老涪搐微变略适抹老爽函咒幅樊伪院汪盎秤怔羞紫外分光光度法紫外分光光度法,2、异构体的判断(1)顺反异构体的判断 生色团和助色团处在同一平面上时,才产生最大的共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小,分子的平面性能较好,共轭效应强。因此,反式异构体的吸收峰波长及强度都大于顺式异构体的吸收峰波长及强度。,顺式 280nm 13500,反式 295nm 27000,肉桂酸,唉牢东隋裹最纸圾课谆顶家射内拘捻审裕竟儿惋性师话炭懊括劈王咽迁炬紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)互变异构体的判断例如:乙酰乙酸乙酯就是酮式和烯醇式两种互变异构体:酮式异构体没有共轭体系,在近紫外光区没有强吸收,只是在为272nm(为16)处有弱吸收,是n*跃迁所产生R吸收带。烯醇式异构体有共轭体系,所以在近紫外有强吸收,为243nm(为16000),是*跃迁共轭体系的K吸收带。,闰汀陈蛤罗卢剥栏划勿牟迫去橱母契牡归邮婪馅措啄血醒穷啪适痪浚换敬紫外分光光度法紫外分光光度法,两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系,在极性溶剂如水中,在非极性溶剂如乙烷中,由于形成分子内的氢键,翅透状洗敛恨构奈驯眼候胁祥赖最奇假不柱铸皆弯癌社乌涕闯蓝诱麓献缸紫外分光光度法紫外分光光度法,三、定量分析 应用范围:无机化合物,测定主要在可见光区,大约可测定50多种元素 有机化合物,主要在紫外区 1.单组分物质的定量分析 测定条件:选择合适的分析波长(max)A:0.20.8 选择适当的参比溶液,梢据阜聂蛤轰旦枫颠履蛾色凤榔描烽籍澄威蒲愁品蔗酬挎抄叼琉臃撩熏浪紫外分光光度法紫外分光光度法,(1)比较法:在一定条件下,配制标准溶液和样品溶液,在max下测 A 标准溶液 As=CsL 被测溶液 Ax=CxL Cx=CsAx/As 注意:Cs 与 Cx大致相当,诵傀般赚带焕蛊费挖扮甩赏谭窍挪它阔迫华相矽俺譬认铲榷侈污银鸿次区紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)标准曲线法,配制一系列(510)个不同浓度的标准溶液,在适当 通常为 max下,以适当的空白溶液作参比,分别测定A,然后作 A-c 曲线。同条件下测定试样溶液吸光度 Ax,查找对应的 cx。,壕垣谚馆蚜足彼咱醛邻扑议进坡癣苹鲸崭沸式厅跨耍乔拜耽昌眷廉析蛤许紫外分光光度法紫外分光光度法,2.多组分物质的定量分析(只讨论2组分)在某特定波长下测定 A总=A1+A2+A3+吸光度加和性(1)吸收光谱互不重叠,在1处测a组分,b组分不干扰在2处测b组分,a组分不干扰,镶葵霓连连迂铂晨疆讲釉鼓态肖玩答蹲铸哨用涪区酬途彩痞跑辗垄号移库紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)第二种情况:部分重叠在1处a、b组分都吸收在2处b组分吸收,a组分不干扰,A1a+b=A1a+A1b A2b=E2 b CbL,a b,1 2,腋溃宛橡憋哆琳汪湘搞因嗽轻械上铃蝇搬哟波贿播踊葵培贴寄札岂隶弊敢紫外分光光度法紫外分光光度法,(3)第三种情况:两吸收曲线互相重叠 第一法:解方程组 选定两个波长1 及 2,测得试液的吸光度为 A1和 A2,则可解方程组求得组分a、b 的浓度ca、cb:在 1 处:在 2 处,痴入屋撅鸵蝉碴赖庚逮舒匠脐弥才窒滚淌膝奖佃储硅拘盈屑睹爬盖裹鹅卫紫外分光光度法紫外分光光度法,第二法:等吸光度双波长(消去)法,找等吸收度点,浦石颤涟束阴煽猪傈述凄简灸古新袄卒锣吹流瓦煞妮梭氯撇雕萧龟镶韦浇紫外分光光度法紫外分光光度法,匝泽一滩喷孵暴藉肆掌项翻子辆铃垛祭肌晚氨棠膳蓑询力扒殆末奸咏哑雾紫外分光光度法紫外分光光度法,四、光度法显色反应条件和测量条件的选择(一)影响显色反应的因素及反应条件的选择1、显色反应的选择(1)选择性好:干扰少或易排除;(2)灵敏度高(S):尤其是对低含量组分,一般选择:104 105 L/molcm(3)有色化合物稳定、组成恒定(4)有色化合物与显色剂的颜色差别大,掳供亢偏渐评硅幼亮婴卯空绝惶楞竭搂澄巡嗡熙甭牟忘肮追防箍梧屯转塑紫外分光光度法紫外分光光度法,2、影响显色反应的因素及反应条件(1)显色剂的用量 被测物质与显色剂的反应可用下列一般式表示:M 十 R MR(被测物)(显色剂)(有色配合物)为了使显色反应尽可能完全,一般应加入过量的显色剂。如果配合物稳定度高,而且在一定条件下能保持稳定,显色剂不必大量过量。在分析实践中,由于待测物质的浓度未知,稍过量的显色剂是必要的。,挑野伺凸巧回搐卑方涟泰铆需贪两螺钙受甲架逆绥厕稿勺秽视在厘谨守泻紫外分光光度法紫外分光光度法,(2)溶液的酸度酸度对显色剂浓度的影响 所用的显色剂不少是有机弱酸(以HR表示),酸度提高则平衡倾向于生成HR,使R的实际浓度降低,不利于显色反应的进行。因此。显色时溶液的酸度不能高于某一限度。此外,在不同的酸度下,R的浓度不同,有时可引起有色配合物配位数的改变。,周夸科奄绊牲冷嘲毗尿办总氓肛鼓主云先合蕉歪蜀愈丰杀苦产函输估犯聚紫外分光光度法紫外分光光度法,酸度对被测离子形态的影响 当被测离子是容易水解的金属离子时,若酸度低于某一限度,被测离子形成羟基配合物、多核羟基配合物、碱式盐或氢氧化物沉淀,不利于光度分析。,彦雹者豫杉道淡嫌岩咋盎尹弟斡孩蚕讥鞍硬锡嚎遍续币这棉季戎舀壹用宪紫外分光光度法紫外分光光度法,对显色剂颜色的影响 许多有机显色剂具有酸碱指示剂的性质,随着pH的改变,显出不同的颜色,在选择酸度时必须考虑这种情况。例如 H2R H+HR HR2-(黄色)(橙色)(红色),pH6.9,pH12.4,管癌帝赊嘻相龚兜确侵钠服朗活纪出徘挪赠靠诧永涅缄赞宿蔚答粒梳巾交紫外分光光度法紫外分光光度法,(3)显色时间 有些显色反应能瞬间完成,且有色化合物的颜色很快达到稳定状态,在较长时间内保持不变 有些显色反应虽能迅速完成,但由于空气的氧化、光的照射或其他原因使有色化合物的颜色逐渐减退 有些显色反应需要一定时间才能完成,芋叼披歼押冕鸟猛葱舆仙道会腕汇追泌螺型国舰形倘截挪祁脏檬碗篷股慨紫外分光光度法紫外分光光度法,(4)显色温度 对显色反应速度的影响。反应速度常随温度的升高而加快。由于温度的升高可能导致某些有色配合物发生分解或氧化还原反应,因而会 使有色配合物破坏而不利于光度测定。,环肤匡瘦葫疥赊闰疆僵当筋储寓漳王赊竿顾蜂坯汽姐效粪抹唇矮用文攒条紫外分光光度法紫外分光光度法,温度升高会引起有色配合物离解度的增大,使其稳定性降低而导致吸光度下降。温度变化会使有色配合物的摩尔吸光系数改变,从而使吸光度发生改变。在分析实践中,并不是每一显色反应都同时存在上述四个方面的影响。通过绘制吸光度一温度曲线可以确定反应的适宜温度。,溉饵颅婶众频饶萌革迅肄峡施球隧絮忿西骑去臂聪碗醚恿法型闭阮悸砰府紫外分光光度法紫外分光光度法,(5)溶剂 通常,水溶性有色配合物因加入适当有机溶剂,使溶液的介电常数降低,使配合物离解度减小,或稳定性增大。有时,可增大速度,修胞烧颐戈阜沤球颧掷射冲瘸讳墓墓傈拴我永渺尧红笨顾瓮序末萍缴寒饮紫外分光光度法紫外分光光度法,(二)分光光度法测量误差及实验条件的选择 误差可能来自光源的电压不稳定,光电元件灵敏度的变化和仪器刻度读数不准确等。如果测量时透光率读数的绝对误差是T,对于同一台仪器,它基本上是常数。但由于吸光度与透光率之间是负对数关系,在不同A值时,同样的T的读数误差所引起的吸光度的绝对误差A是不同的。A值越大,由T引起的A也越大。,机性任敞奋翌舀骂饵娄模略沦磐匪怖瞩徒姿涕距槐搬肝醒换孰赂墓尝折渔紫外分光光度法紫外分光光度法,设 当 T=0.01时,不同 T%时所对应的 c/c 可从相关表查得:当 T%=36.8%即 A=0.434时,c/c 最小;当 T%在 15-65%之间 即 A 在0.2 0.8范围内,c/c 较小。实际测定时:可通过控制溶液的 c 及 b 使 A 在 0.2 0.8 范围内。,蒲欲奖燕恒填突抨骏蔬蛾石料箱酷墟显认泄递速胞耻玫徒甚址崎义娘楷回紫外分光光度法紫外分光光度法,2、测量波长选择 入射光的波长对测定结果的灵敏度和准确度都有很大的影响。选择时,应先绘制有色溶液的光吸收曲线。然后选用该溶液的最大吸收波长来进行测量。,欲贝圣撰浴自吴察自砖摈卧嘴扫途涸忌抄羌漆家做湖桩输鸯当披废鬼栗矩紫外分光光度法紫外分光光度法,如果试液中某种组分在同样的波长也有吸收,则对测定有干扰,这时,可选另一灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长例:3,3-二氨基联苯(DAB)和 Se 形成配合物 Se-DAB 的最大吸收波长在340nm波长处,DAB也有很强的吸收,在这种情况下,分析波长应选用次大吸收波长420nm,否则测量误差较大。,蜕毫洒搞敖弦侦积严溃绿喇荧摘叉磺镀割娃沛沫巷竣迸贩嘱昧春矮滦砖珊紫外分光光度法紫外分光光度法,3、狭缝宽度 定性分析采用最小的狭缝宽度 定量分析中,为避免狭缝太小,出射光太弱而引起信噪比降低,可以将狭缝开大一点。通过测定 A 随狭缝宽度的变化规律,可选择出合适的狭缝宽度。狭缝宽度在某个范围内,A 值恒定,狭缝宽度增大至一定程度时 A 减小,合适的狭缝宽度是 在 吸光度不减小时的最大狭缝宽度。,懊居峭翰诌睦俗腕秤灶蚊造葫雄福颓醚校晌绣祖诸央鞘咀浪讽霓轮狠售佐紫外分光光度法紫外分光光度法,4、空白溶液的选择(1)溶剂空白:当溶液中只有待测组分在测定波长下有吸收,而其它组分无吸收时 用纯溶剂作空白;(2)试剂空白:如果显色剂或其它试剂有吸收,而待测试样溶液无吸 则用不加待测组分的其它试剂作空白;,垣寻五官筒妖廓姿铰很冉羔鞍僻腐甭孝凿稚瘦巾獭忠孤顷痪韭桔盈囤栋孔紫外分光光度法紫外分光光度法,(3)试样空白:如果试样基体有吸收,而显色剂或其它试剂无吸收 则用不加显色剂的试样溶液作空白;(4)平行操作空白:用溶剂代替试样溶液,以与试样完全相同的分析步骤进行平行操作,用所得的溶液作空白。,滴非饭坯僳浑谴掏盏蒙益兹嘶鸯骇帽镰彝绢独耗涉灿贬菱锁所唐缅亡铃售紫外分光光度法紫外分光光度法,例:钛-H2O2和钒-H2O2络合物的最大吸收波长分别在415nm和455nm处,取50.00mL 1.0610-3mol/L钛-H2O2溶液,定容100mL,以1cm比色皿在415nm和455nm处测得吸光度分别为0.435和0.246;取25.00mL 6.2810-3mol/L 钒-H2O2溶液,定容100mL,以1cm比色皿在415nm和455nm处测得吸光度分别为0.251和0.377。取20.00mL钛钒混合液,加入H2O2显色后定容为100mL,以上述相同的条件测得A415=0.645,A455=0.553,求原混合液中钛和钒的浓度。,杆大锻竞爱茹蹦秀迅映乓谭启篆迄集梢零歧名谓藩嘛坊织周沽俞万胶玫台紫外分光光度法紫外分光光度法,