药学实用仪器分析(课件)紫外-可见分光光度法

可见 概述§ 可见分光光度计§ 小结概 述利用物质对可见 紫外光具有选择性吸收的性质，对物质进行定性，定量分析。紫外，可见光区波长从 200 360 760 010合微量分析要求，相对误差 2 5%而化学分析 相对误差 用范围广二 一）光的二相性：波动性，微粒性其 波动性 描述可用：紫外光 200 36060 7600004000 1 =10 (1 =10时以波数 表述：波数定义：光在真空中通过单位长度距离时的振动次数。 /c 频率 波长 光速c)(/1 1 A。 A。例： =200其频率和波数分别为：（ 10 二）光的能量表示：电磁辐射与物质相互作用，所表现出来的发射与吸收现象用 微粒性 解释。每个光子所具有的能量为：波长越长，光子能量越小；反之，越大。（三）分子能级与电磁波谱：分子中有原子，电子。分子，原子，电子运动的能量是量子化的。03 17 5 0 0 0 010200/1/1 能级跃迁电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。n=1n=2是电子能级，每个电子能级都存在几个振动能级。而每个振动能级又存在几个转动能级，整个分子总能量为：由能级图知：当吸收一定能量辐射光的光子时，分子有较低能级跃迁至较高能级，吸收光子的能量必须与分子跃迁的能级差相等，否则不被吸收。即：电磁波谱：近紫外 可见光 红外光 远红外 微波 无线电波外层电子跃迁 分子振动和转动 分子转动 核能级跃迁转振电子总 转振电 光子分子 12§ 1 基本原理一 收光度法的基本原理比耳定律：描述物质吸光与浓度的关系。朗伯定律：描述物质吸光与厚度的关系。述物质吸光与厚度，浓度的关系。式中： （透光率） 适用形式适用条件：10 10）E 0 a、 b、 吸光系数和吸收光谱：（一）吸收光谱的产生分子有振动、转动、电子能级，由能级图知，跃迁是量子化的，不同跃迁所需能量不同。当用可见 紫外光辐射物质时，引起的是外层电子跃迁，由电子跃迁而产生吸收光谱。因电子跃迁同时伴有振动、转动跃迁，所以吸收光谱是谱带而不是谱线。总（ 二 ） 吸收光谱特征峰位所对应的波长为最大吸收波长 谷位所对应的波长为最小吸收波长 肩位所对应的波长为 吸收光谱的峰位及形状取决于物质的分子结构（ 三 ） 吸光系数A = 吸光系数 可做物质定性 、 定量依据 。 灵敏度愈高 。求法：当 1. 摩尔吸收系数 ：在一定波长时 ， 溶液浓度为 1， 厚度为 1： L=1， 长一定时 ,L=1相当于 1%(W/V)时 的吸光度 。注意：不同波长下 ,同 ,所以使用时应注明波长 。摩尔吸光系数与比吸光系数关系：%111110 多用于研究分子结构多用于含量测定%11 霉素 （ 78 00% = 求： , 解：弱吸收中强吸收强吸收444101010m a xm a xm a x%1 010%11 比耳定律的原因标准曲线法测定未知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯 比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：一类是物理性因素，即仪器的非理想引起的；另一类是化学性因素。三 = 一 ） 化学因素 ：当溶液中浓度改变时， 溶液可能产生离解 ， 缔合与溶剂间的作用等而产生偏离 。例：亚甲蓝阳离子水溶液单体吸收峰在 660聚体吸收峰在 610浓度增大 660 610 从而使吸收度与浓度关系发生偏离 。（二）光学因素：单色光是 真正的单色光难以得到。当波长为 1， 2光同时照样品时：如：散射、反射、非单行光等均可使 般用空白溶液做空白，以尽量减少偏差。E C 10021 00212122110000 1010 2121210000110讨论：当 2时 ， A= 若 1测定波长 ， 2干扰波长 2时 ， A ， 产生正偏差 （ 分子上的后项指数 e( 应控制酸度C O O H S O 的络合物易形成，但不稳定。例： +而 铝试剂 红色络合物，需一定时间， Fe( 3很稳定。以上讨论，在进行某物质组分的比色测定时，应先进行条件试验，选在一定条件下进行，必要时可对实验条件进行优化，以确定最佳条件。§ 4 紫外吸收光谱与有机分子结构关系一 电子跃迁而产生可见紫外吸收光谱。价电子有成键的电子与 电子，还可与未成键 价电子在其轨迹中绕分子或原子运动。它们吸收一定能量后，产生能级跃迁，跃至较高能级 激发态，未受激发的较稳定状态为基态。量能 可见吸收光谱，是其分子中外层价电子跃迁的结果（三种）： 电子、 电子、 分子轨道理论 ：一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态，即成键轨道或非键轨道上 。当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态 (反键轨道 )跃迁。主要有 四种跃迁 所需能量 大小顺序 为：n 200，但当它们与生色团相连时，就会发生 n 共轭作用，增强生色团的生色能力 (吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加 )，这样的基团称为助色团。红移与 蓝移有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长 短波方向移动称为蓝移 (或紫移 )。吸收强度即摩尔吸光系数 增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应，如图所示。（ 三 ） 吸收带 ：跃迁类型相同的吸收峰 n*跃迁产生的吸收带 ， ， ，特点： 104例： 17 ( = 21000) *58 =35000) N O 2 N 3 C C H 3芳香族 （ 包括杂环芳香 ） 化合物的特征吸收例：苯 230270心在 256并表现出精细结构，因为除了 *外，同时还有苯环的振动能级跃迁，而产生精细结构，在极性 溶剂中，分子振动受到限制，精细结构消失。是芳香化合物的特征吸收 180104 ) 吸收 2007× 103 )带合并 。例：跃迁及吸收带：240104 ) 1100 ) 50 ) （ 四 ） 溶剂反应 ：随溶剂的极性增加 ， *跃迁产生红移 （ 长移 ） ,n *跃迁产生紫移 性 非极性 极性n极非 E有机化合物的吸收光谱：（ 一 ） 饱 和 化 合 物 ： 只 产 生跃迁 ， 远紫外 ， 在 200 400 所以常用做溶剂 。（ 二 ） 含孤立生色团和助色团的化合物：* （ 三 ） 不饱和脂肪族化合物 ：孤立双键： 有机化合物结构的研究：吸收光谱相同，并不一定是同一化合物。不能单由紫外吸收谱来确定。分子结构应与红外、质谱、核磁共振配合。紫外可确定所含基团。从吸收光谱判断功能团200800 无吸收 可能为烷类胺，腈，醇，醚260300 有强吸收 350 有强吸收 2个共轭体系250300 有弱吸收 250300 有中强吸收 苯环C 50），研细，精密称取细粉适量（相当于 溶于 100密吸取此溶液 酸性水稀释至 100为供试液。取供试液，在 245 1该 )。%111 某维生素（ M=于乙醇中，在 264 ，以 1得摩尔吸收系数为 18200,并在一个很宽的浓度范围内服从朗伯 a） 求比吸收系数 （ b） 若要测量吸收度约为 分析浓度约为多少？（以百分浓度表示）小 结 1. 掌握光度法的基本原理及使用条件：单 、 稀 2. 掌握吸收系数： ， 及其使用（定性定量） 3. 了解影响 律的因素 4. 掌握仪器主要有的部件。尤其： 光源 、 吸收池 检测器 5. 一般了解仪器光路图 6. 重点掌握定性、定量分析方法 7. 熟悉光电比色法方法及其条件控制 8. 掌握术语：生色团、助色团、红移、紫移、 R、 K、 B、 带 习题： 1cmE