第十章紫外可见光光度法课件.ppt

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1、它是利用物质对200-800nm光区的吸收特征和吸收强度对物质进行定性和定量分析的一种光谱分析法。,电子光谱,紫外可见分光光度法是研究物质在紫外可见光区的分子吸收光谱的分析方法。,五、朗伯-比尔定律,透光率(%),吸光度,(P201),表示一束单色光通过某一吸光物质的溶液时，物质的吸光度与溶液中其浓度和液层厚度的乘积成正比Lambert-Beer定律的物理意义。,例如：习题15,注意：,吸光系数：,公式中E为物质吸光系数，表示吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。吸光系数的数值与c和l 采用的单位有关，因此有不同的表示方式。,Lambert-Beer定律的数学表达式,溶液浓度单位为mol/L

2、、厚度为cm时的吸光系数用表示，称为摩尔吸光系数表示溶液浓度为1mol/L、厚度为1cm的吸光度。,溶液浓度单位为%、厚度为cm时的吸光系数用E1cm1%表示，称为比吸光系数表示溶液浓度为1%、厚度为1cm的吸光度。,习题13,同一物质对不同波长光的吸光系数不同,A-曲线吸收曲线/吸收光谱,不同物质对同一波长光的吸光系数不同，混合溶液中，吸光度具有加和性：,六、偏离比尔定律的因素,朗伯-比尔定律由朗伯定律和比尔定律构成：,导致偏离主要有化学方面和光学方面因素。,比尔定律只适用于单色光、均匀、非散射的稀溶液。,(二)光学因素,非单色光杂散光散射光和反射光非平行光,(一)化学因素,Cr2O72-+

3、H2O 2CrO42-+2H+,亚甲蓝阳离子,(三)透光率、吸光度的测量误差,暗噪音和讯号噪音等引出误差 常数,为了减小误差，通常控制溶液的透光率(吸光度),1%：T 20%63%(A 0.20.7),5%：T 10%70%(A 0.11),最佳：T 36.8%(A 0.4343),P215-习题18,1%：T 20%63%(A 0.20.7),第二节 紫外可见分光光度计,一、主要部件,要求：在(200-800nm)光谱区发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。,1.光源提供入射光的装置,它包括入射狭缝准光装置色散元件出射狭缝,2.单色器从光源辐射的复合光分出单色光。,

4、通带宽度,3.吸收池盛放分析试样的装置,4.检测器检测光信号，将光信号转变为电信号,检测弱光,不能用来测定强光,阴极表面Sn和Cs200-625nmAg或Cs2O625-1000nm,5.信号显示装置,包括检流计、放大计、对数转换计、显示计（表头显示、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理）,二、分光光度计的类型,光路类型,紫外分光光度计可见分光光度计,波长类型,单光束分光光度计双光束分光光度计光多道阵列检测分光光度计（双波长分光光度计）,第三节 UV-Vis的分析方法,UV-Vis可以用于定量，还可利用紫外可见光谱对物质进行定性分析、纯度检查及结构分析等。,定性分析的主要依据是吸收曲线的特

5、征(曲线的形状、峰的数目、位置、强度及两峰强度比值等)，主要是与标准紫外光谱对照。,一、定性分析,现有的紫外光谱标准谱图库中有46000种化合物谱图,二、纯度检查,检查曲线是否变形，峰的位置有无变化，两峰强度比值等有无变化，无吸收波段是否有峰。,三、单组分的定量方法,单组分是指：溶液中只含一组分对选定的波长吸收，而其它组分无吸收。,常用方法有吸光系数法、校正曲线法和对照法,1.吸光系数法(绝对法),、E1cm1%从手册或文献中查到,例如，维B12的水溶液在361nm处，E1cm1%=207，用l=1cm，测得某维B12水溶液的A=0.414，,则,P215-习题14、25、26,2.校正曲线法

6、,还可用回归方程计算溶液的浓度,例：P278-习题10,查得：,也可用回归直线方程计算,（P27）,3、对照法,要求浓度相接近,P215-习题16、21、24,四、同时多组分的定量方法,对于图b、c的互相干扰，测定时可以不需要分离，根据吸光度的加和性测定。,解方程组得：,1、解方程组法,得方程组：,选定两测定波长，由A,B纯物质测定得：,多组分，多元一次方程组,但这将是繁琐的数学处理，且n越多，结果的准确性越差。,等吸收波长法,P215-习题22,2、双波长法,选定一测定波长和一参比波长，使,常用双波长分光光度计,导数光谱法、褶合光谱法,结构分析是利用物质的光谱特征(吸收特征)进行的,吸收光谱

7、(吸收曲线)吸收峰(最大吸收波长)吸收谷肩峰末端吸收,五、结构分析,(一)光谱常用概念,（P186）,决定峰的大致位置,影响峰的宽度，精细结构,电子跃迁的能量,(二)电子跃迁类型,紫外可见吸收光谱是包含分子中价电子能级的跃迁产生的，连续的带状光谱。,（P184）,分子轨道理论：原子轨道分子轨道原子轨道里的价电子分子轨道,(、n、*、*),分子轨道类型：,如：H2,跃迁类型与所需能量大小顺序为：*n*n*,如：HCHO,生色团吸收峰,CH3CH=CH CH2CH2 CH2CH3,分子有 n*，*的基团(不饱和键)称为生色团。,n*，*能量较小，在(200-800nm)内吸收。,*，n*能量较大，

8、对应的波长在200nm内,1、*,只有*,H3CCH3,CH3CH3OH,CH3CH3Cl,这类分子在(200-800nm)内无吸收,可作溶剂,2、n*,所有有机分子,含杂原子的有机分子,C5H11CCH CH2=CH2 CH2=CHCOOHCH2=CHCH=CH2CH2=CHCH=CHCH=CH2,188177195200217258,90010005000100002100035000,键共轭增大，吸收峰红移增色（共轭效应）,3、*,4、n*,5、电荷迁移跃迁,某些分子中有电子给体与受体两部分，当电子从给体向受体跃迁时产生的吸收光谱称为电荷迁移光谱。,6、配位体场跃迁,Cu2+,NH3,H

9、2O,663nm,794nm,d-d 电子跃迁、f-f 电子跃迁,(三)吸收带及其与分子结构的关系,吸收带吸收峰的位置,R带：由生色团的n*所产生，250-500nm，弱带，极性溶剂中短移，附近有强峰长移。,如：C=C-C=C,C=C-C=O,K带：由共轭生色团的*所产生，210-250 nm，强带。,B带：230-270nm，弱的宽带、精细E带：180nm(E1),200nm(E2)，强带,芳香族特征吸收带,电子转移吸收带配位体场吸收带（配合物）,P188-表10-1 一些化合物的电子结构、跃迁和吸收带,(四)影响吸收带的因素,吸收带的位置只是相对的，不同的结构因素和测定条件，都会引起移动。

10、,1、位阻影响,2、跨环效应影响,共轭增强,PhH 254 300PhCl 264 320 PhBr 262 325 PhOH 273 1780PhOCH3 273 2240,这些含杂原子的饱和基团，本身不产生吸收峰，但与生色团相连时，使生色团的吸收峰红移增色，这些基团称为助色团。,3、取代基效应影响,表10-2 溶剂对异丙叉丙酮两种跃迁吸收峰的影响,溶剂 正已烷 氯仿 甲醇 水 极性增大*230 238 337 242 长移 n*329 315 309 305 短移,4、溶剂效应影响,5、体系pH的影响,共轭体系：200-250nm强峰(104)(K带)。,(五)有机化合物的吸收光谱特征,（

11、P208）,C2H6、C2H5Cl、C2H5OH,1、饱和化合物：无吸收峰。,2、孤立单烯：,CH3CH=CHBr,助色团-红移增色,CH2=CHCH=CH2CH2=CHCH=CHCH=CH2,217258,CH2=CH2 177,2100035000,3、醛酮：270-350nm弱峰(=10-100)(R带n*)。,4、-不饱和醛酮：230nm强(K带)，310-330nm弱(R带)。,188(900)280(16),5、芳环：250-300nm具有精细解构的中强峰；受取代团影响。,US比较简单，特征性不强，并且大多数简单官能团在近紫外光区只有微弱吸收或无吸收，所以在结构解析研究方面有一定局

12、限性。主要是配合其它结构分析方法（IR、NMR、MS等）。但可用于推断具有共轭生色团（官能团），确定异构体的，推断未知物的结构骨架。,(六)有机化合物结构研究,（1）200-400nm 无吸收峰，饱和化合物，单烯。（2）270-350 nm有弱峰，可能是醛酮。（3）250-300 nm有精细解构中强峰，是芳环。（4）200-250 nm有强峰，表明共轭体系；在230nm有强峰，共轭二烯；在230nm强峰，310-330 nm弱峰，是-不饱和醛酮；260nm,300 nm,330 nm有强峰，3,4,5个双键的共轭体系。,1、推断官能团,2、异构体的确定,3、化合物骨架的推定,与已知化合物的紫外

13、-可见吸收光谱一致，可以认为有同样的发色团，依据这个原理可以推定未知化合物的骨架。,六、比色法,显色反应：M+L ML,450540nm,邻二氮菲,显色剂,可见分光光度法,一般是配位反应,有色溶液的测定方法,显色生成物(ML)在可见光区有强吸收；被测物(M)与显色生成物(ML)有确定的定量关系；生成的有色物质应有确定的组成，并稳定；显色剂本身在测定波长处无明显吸收；有较高选择性。,显色反应要求：,M+L ML,显色条件的选择与控制：,酸度、显色剂的用量、显色时间和温度。,常数的测定,(P202-203),HIn H+In-,P215-习题17、19,pH=4,HIn H+In-,酸,碱,例如习题23,本章结束!谢谢!,