仪器分析 紫外-可见光谱法3.ppt

第四节节 紫外-可见见吸收光谱谱常规规分析 方法 一、定性鉴别： 1、依据：多数有机化合物具有紫外吸收光 谱特征 特征值： 吸收光谱形状 同一化合物，在相同条件下应具有相 同的吸收光谱（即吸收曲线） 2、定性鉴别方法： 对比法： （1）对比吸收光谱特征数据是否一致 （2）对比吸光度比值或吸光系数比值 例如：维生素B12的定性鉴别( （3）对比吸收光谱一致性 同样条件下，进行： 对照品光谱曲线 试样光谱曲线与 对照 或文献记载标准图谱 紫外光谱作定性鉴别有其局限性， 因光谱只有一个或几个宽吸收带，特征 性不强，形状变化不大 特别指出： 在相同条件下，具有相同 吸收光谱的物质，可能是同一 物质 若在相同条件下，吸收光 谱不同，则肯定不是同一物质 醋酸氢化 可的松 醋酸泼尼松 醋酸可的松 图12-22 三种甾体激素的紫外吸收光谱（10g/ml甲醇液） 二、纯度检测 1、杂质检查 被检物有吸收，杂质无或弱吸收 选某， 被检物弱吸收，杂质较强吸收 E测 E纯 2、杂质限量检查 药物所含杂质，常制定一个允许其存在 的最高限量，超过该值，会影响疗效或引 起副作用，药物就不合格 药物无吸收 选测 配杂质最高限量液C限 杂质有吸收 测定A值，作为A限，若被检药物 A A限，则 该药品不合格。

三、单组分样品的定量方法 （一）吸光系数法 从手册或文献查出E，同条件下测试样A ，则： （二）标准曲线法(用于谱带宽较大仪器) 配制一系列不同浓度的标准溶液（5个 ），分别测A值，同条件下测样品A样值 （1）、作图法 A 标准曲线查出C样 A样 （2）、直线方程求解法 求 A = a + bC C样 C 计算样品含量 (方程求解参看P31P32) 若仪器单色光谱带宽S较大，单色光不 纯，就不能用吸光系数法定量因这时E 值随所用仪器的不同而变化 但若固定仪器、固定工作状态和测量 条件，C和A在很多情况下（尤其较低浓度 时）仍成线性关系：A=KC 但K不再是物质的特性常数，只是个别 具体情况下的比例常数，不能通用，这时 定量必须用标准曲线法 （三）对照法 同条件下，分别配制标准溶液和试样溶 液，在选定的处，测A值 标准溶液：A标=EC标 样品溶液：A样=EC样 两式相除： 该法要求： A-C曲线过原点 C标C样，且性范围 药物测定中常用方法： 测标准品A标，求 （或查文献）； 测样品A样， 求 得： 按样品配制浓度算出的E值（非 物质特性常数） 按纯品浓度算出的E值（是物质 特性常数） 推导： （1） （2） （3） （2）、（3）代（1）得： 证毕 例题：维生素B12样品 25.0 mg 溶解配成 1000 ml ，在 1 cm 厚度的吸收池测得 A361nm = 0.507 ，求样品含维生素B12的重量百分含量。

（已知维生素B12 的 ） 方法一解：样品配制浓度 C = 25.0 mg / 1000ml = 0.00250g / 100ml 例题：维生素B12样品 25.0 mg 溶解配成 1000 ml ，在 1 cm 厚度的吸收池测得 A361nm = 0.507，求样品含维 生素B12的质量百分数 （已知维生素B12 的 ） 方法二解： 样品含维生素B12的量 四、多组分样品的定量方法 计算分光光度法 定量依据： 1、LambertBeer定律 2、吸光度加和性质 以下为讨论简化， 设吸收池厚度 =1cm A b a 2 1 各组分的max处，其它组分无吸收， 可按单组分的测定方法处理： 1处测定 a 组分； 2处测定 b 组分 样品液含a、b A b a 两组分，A 曲线如右图： 按A的加和性质； 2 1 由样品液测： a纯品液测 b纯品液测 解方程组得：Ca，Cb 解联立方程组的方法 从数学角度，测定波长点数被测组分数 ，就可建立联立方程组，解决多组分混合物 的测定 实际上的选择很重要，要考虑：所选 ，A与C成线性，A符合加合性质；各组分 的E值较大；尽量选峰顶，避免选陡坡这 样计算很复杂，有时测定误差较大。

上世纪五十年代起，发展了各种新的解联 立方程组的方法,属计算分光光度法的范畴 计算分光光度法 运用数学、统计学与计算机科 学的方法，通过试验设计和数据变 换，解析和预测对物质进行定性、 定量的方法，属于“化学计量学”的 范畴涉及的数学领域可分为： 数值计算 数学变换 一、数值计算的数学模型和计算方法 若被测物含n个组分，在m个波长处测定 ，得含m个n元一次方程组： 求解方法 图解法（加减消元法）： 双波长法、系数倍率法、三波长法 信号处理法： 卡尔曼（Kalman）滤波法 矩阵解法； （偏） 最小二乘法、P矩阵法、主成分 回归法、 等吸收双波长消去法 双波长法 A a 测a组分 b 选测量波长2、 参比波长1， 选择原则： 2 1 干扰组分b在2和1有相同E值 干扰b： 被测组分a在2和1有较大E值 被测a： 双波长法测a组分 A a 选测量波长2、 b A 参比波长1， 测出混合物的A 2 1 样品液测 a纯品液测 A a 如何选择测量 b b组分的2、1？ 1 2 苯甲酸钠 安钠咖样品 咖啡因 200230 257 252 272300 nm 0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.6 A 安钠咖、苯甲酸、咖啡因吸收曲线 A 34 5 68 7 9 1 10 2 1 A A 图12-28 几种吸收光谱的组合 干扰组分有 等吸收点， 可用等吸收 双波长消去 法 干扰组分无 等吸收点， 不可用等吸 收双波长消 去法 系数倍率法 适用于：干扰组分的吸收光谱 无吸收峰或谷，找不到等吸收波长 。

21 A A1 A2 干扰组分y 系数倍率法原理 干扰组分影响的消除 x：被测组分 A y x 选测量波长2、 参比波长1； 且： 测纯y液，计算K值， 1 2 使 K：隐蔽系数 测样品，计算： 乘K值时，干扰组分和被测 组分在2处的信号都放大了 K 倍，使A值增大，灵敏度提高 ，但K值以57为限，否则因噪 声的放大，使信噪比减小而不 利于测量 二、数学变换方法 通过数学处理，建立吸收曲线 的数学信息与物质的量之间的联系 主要的数学变换法： 导数光谱法 正交函数法 褶合光谱法 导数光谱法 A=CE 把该式写成波长的函数 A=C f（） 求导得一阶导函数，导函数 的图象，叫导数光谱 A函数图： 0 阶光谱图 函数图：一阶导数光谱图 函数图：二阶导数光谱图 函数图：n阶导数光谱图 导数光谱图作法： 手工计算作图 每隔12nm，逐点计算 作 图，得一阶导数光谱图；按此继 续处理，得高一阶导数光谱图 利用仪器计算机记忆与数据处理功能 储存A光谱数据 微分数学处理 （一般仪器可给出四阶导数光谱） (1)导数光谱的波型和特点 峰在 单数阶导数图 是 0值 偶数阶导数图 极值 （利于峰值鉴定） 拐点在 单数阶导数图 是 极值 偶数阶导数图 0值 （鉴别肩峰） 导数阶数增加，极值数目增加 极值数=导数阶数+1 （分辨能力增强，鉴别重迭谱带） 高斯谱带的微分 零阶 一阶 二阶 三阶 四阶 (1)、导数光谱的定量原理： 依据： 对求导： 当一定，E是定值。

也是定值 故 与C 成正比 同理可得： 二阶导数 三阶导数 在任意一波长，导数光谱值与浓度成正比 (3)导数光谱法对干扰吸收的消除 若：干扰吸收可表达为幂函数 求一阶导数后： 则：n次函数的n阶导数为常数； n次函数在n+1阶导数图中消去 即：干扰背景将随求导阶次的增加而逐步 降幂乃至消失 （4）导数光谱法定量数据的测量 定量依据； 导数光谱很灵敏，波长、谱带宽度 、求导条件（取值、求导的阶次等 ）对其影响很大， 不 象E，能求出通用的常数，需要用标准 对比法定量 标准对比法 （1）选择求导条件（、求导阶数） （2）配制5个不同浓度的标准溶液，分别测 出： 图 （3）量取某波长处振幅（几何法P265） （4）作振幅高度-浓度标准曲线（或求出直 线方程） （5）同样条件下测样品，求C样 图12-34 导数光谱的求导 p、峰-谷法 d、正切法 z、峰-零 法 (4)、导数光谱定性和定量分析示例 （1）定性鉴别： 乙醇中痕量苯的检定 一般紫外光谱法：50ppm的苯才能检出 导数光谱法：1ppm可检出 乙醇中痕量苯的测定 醇中含苯1ppm的四 阶导数光谱 醇中含苯1ppm的二 阶导数光谱 醇中含苯10ppm的 醇中含苯1ppm的 空白醇 紫外吸收光谱 (2)定量分析：废水中苯胺和苯酚同时定量 测定 含5ppm苯胺和 苯酚的四阶导 数光谱 含5ppm苯胺和 苯酚一般光谱 。