仪器分析-(第三版-魏培海)第一章-紫外可见分光课件.ppt

第一章第一章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法 利用物质对紫外可见光的吸收特征和吸利用物质对紫外可见光的吸收特征和吸收强度，对物质进行定性和定量分析的一收强度，对物质进行定性和定量分析的一种仪器分析方法在化工、医药、冶金、种仪器分析方法在化工、医药、冶金、环境监测等领域广泛应用环境监测等领域广泛应用1PPT课件“十二五”职业教育国家规划教材仪器分析（第三版）魏培海 曹国庆 主编2PPT课件第一章第一章 紫外可见分光光度法紫外可见分光光度法“十二五”职业教育国家规划教材3PPT课件了解紫外可见吸收光谱的产生了解紫外可见吸收光谱的产生理解化合物电子能级跃迁的类型和特点理解化合物电子能级跃迁的类型和特点熟悉紫外可见分光光度计的工作原理熟悉紫外可见分光光度计的工作原理掌握光吸收定律的应用及测量条件的选择掌握光吸收定律的应用及测量条件的选择掌握紫外可见分光光度法在定量分析中的掌握紫外可见分光光度法在定量分析中的应用应用知识目标知识目标4PPT课件能解释物质产生的颜色能解释物质产生的颜色能操作常见的紫外可见分光光度计能操作常见的紫外可见分光光度计能应用紫外可见分光光度法进行物质的定能应用紫外可见分光光度法进行物质的定量分析量分析能力目标能力目标5PPT课件第一节第一节 基本原理基本原理一、光的基本特性一、光的基本特性二、光与物质的作用二、光与物质的作用三、光谱吸收曲线三、光谱吸收曲线四、光吸收定律四、光吸收定律6PPT课件一、光的基本特性一、光的基本特性1 1光的波动性光的波动性光具有波动性：光的折射、衍射和干涉等光具有波动性：光的折射、衍射和干涉等; ;光属于电磁波光属于电磁波( (电磁辐射电磁辐射) )，可在真空中传输，可在真空中传输; ; 光速光速( (真空中真空中) )：c =2.997108ms-1。

7PPT课件描述参数描述参数频率频率( (赫兹，赫兹，Hz) )： 每秒内振动的次数每秒内振动的次数波长波长(m，cm，m，nm)：相邻两个波峰：相邻两个波峰或波谷间的直线距离或波谷间的直线距离波数波数(cm-1)： 每厘米内波的振动次数每厘米内波的振动次数8PPT课件电磁波谱电磁波谱电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱9PPT课件10PPT课件2 2光的粒子性光的粒子性光具有粒子性光具有粒子性:光电效应光电效应光由光子光由光子(光量子光量子)组成组成:光子具有能量光子具有能量光子的能量与光的频率或波长有关光子的能量与光的频率或波长有关: E:焦耳焦耳(J)或电子伏特或电子伏特(eV)1eV=1.60210-19Jh:普朗克常数普朗克常数6.62610-34Js 11PPT课件【例【例1-1】试计算波长为】试计算波长为400nm的电磁辐射的电磁辐射的能量分别用焦耳和电子伏特表示分别用焦耳和电子伏特表示解：解：12PPT课件思考思考 试比较波谱区各种辐射的能量大小试比较波谱区各种辐射的能量大小13PPT课件2 2单色光、复合光和互补色光单色光、复合光和互补色光 单色光：单色光：具有同一波长（或频率）的光。

具有同一波长（或频率）的光复合光：复合光：由不同波长的光组合而成的光；由不同波长的光组合而成的光；复合光可分离出单色光复合光可分离出单色光可见光：可见光：能被肉眼感受到的光；能被肉眼感受到的光； 波长范围：波长范围：400400780nm780nm 14PPT课件日光日光：复合白光，由红、橙、黄、绿、青、：复合白光，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成15PPT课件互补色光：互补色光：如果两种适当颜如果两种适当颜色的光按一定强色的光按一定强度比例混合得到度比例混合得到白光，则这两种白光，则这两种颜色的光称为互颜色的光称为互补色光16PPT课件17PPT课件二、光与物质的作用二、光与物质的作用光的发射、吸收、反射、折射、散射、光的发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等干涉、衍射等反射、折射、干涉、衍射等过程中，光反射、折射、干涉、衍射等过程中，光的传播方向发生改变，但光与物质之间的传播方向发生改变，但光与物质之间没有能量的传递没有能量的传递18PPT课件1 1光的吸收光的吸收特点：在光的吸收过程中，光与物质之间特点：在光的吸收过程中，光与物质之间会会产生能量的传递产生能量的传递。

微观过程：能级跃迁微观过程：能级跃迁M(基态基态,E0)+hM*(激发态激发态,Ej)光吸收的条件：光吸收的条件： E=Ej-E019PPT课件【例【例1-2】某分子中两个电子能级之间的】某分子中两个电子能级之间的能级差为能级差为1eV，若要电子在两个能级之间发，若要电子在两个能级之间发生跃迁，需要吸收光的波长为多少生跃迁，需要吸收光的波长为多少nm？如？如果能级差为果能级差为20eV，波长应为多大？，波长应为多大？ 解：对应能量的波长分别为：解：对应能量的波长分别为：20PPT课件由上述例题得出什么结论？由上述例题得出什么结论？结论：物质对光的吸收具有选择性结论：物质对光的吸收具有选择性21PPT课件2.物质颜色的产生物质颜色的产生 如果完全吸收各种波长的光，则呈黑色；如果完全吸收各种波长的光，则呈黑色；如果完全反射即没有光的吸收，则呈白色；如果完全反射即没有光的吸收，则呈白色；如果选择性吸收了某些波长的光，则呈现的如果选择性吸收了某些波长的光，则呈现的颜色与其反射或透过的光的颜色有关颜色与其反射或透过的光的颜色有关 光学现象：当一束白光照射到固体物质时光学现象：当一束白光照射到固体物质时22PPT课件如果各种颜色的光透过的程度相同，则溶液如果各种颜色的光透过的程度相同，则溶液无色透明；无色透明；如吸收了某种波长的光，则溶液呈现的是它如吸收了某种波长的光，则溶液呈现的是它吸收的光的互补色。

吸收的光的互补色光学现象：当一束白光照射到溶液时光学现象：当一束白光照射到溶液时23PPT课件完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄光吸收黄光24PPT课件物质呈现的颜色与吸收光的对应关系物质呈现的颜色与吸收光的对应关系 25PPT课件三、光谱吸收曲线三、光谱吸收曲线 1.紫外可见吸收光谱产生的机理紫外可见吸收光谱产生的机理 分子内的三种运动形式分子内的三种运动形式 电子运动电子运动:在不同分子轨道上；在不同分子轨道上；原子核之间的相对振动原子核之间的相对振动；分子本身绕其重心的转动分子本身绕其重心的转动26PPT课件分子内的三种能级分子内的三种能级 电子能级：电子能级：Ee振动能级振动能级:Ev转动能级：转动能级：ErE E27PPT课件 在光吸收受过程中，基于分子中电子在光吸收受过程中，基于分子中电子能级的跃迁而产生的光谱，称为紫外能级的跃迁而产生的光谱，称为紫外可可见吸收光谱见吸收光谱紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱28PPT课件2. 2. 光谱吸收曲线光谱吸收曲线 用用一一连连续续波波长长的的光光以以波波长长大大小小顺顺序序分分别别照照射射分分子子，测测定定物物质质分分子子对对各各种种波波长长光光的的吸吸收程度（用吸光度收程度（用吸光度A表示）。

表示）实验测量：实验测量：数据处理：数据处理：以以波波长长()为为横横坐坐标标，吸吸光光度度为为纵纵坐坐标标作作图图，得得到到A关关系系曲曲线线，即即光光谱谱吸吸收收曲曲线线，通常称为吸收光谱通常称为吸收光谱29PPT课件maxmax吸收峰吸收峰峰谷峰谷肩峰肩峰250300350400/ /nm1234A A末端吸收末端吸收特征：特征：曲线形状曲线形状峰的数目峰的数目峰的位置峰的位置峰的强度峰的强度30PPT课件图图1-3KMnO4水溶液的吸收曲线其中（水溶液的吸收曲线其中（a）、）、（b）、（）、（c）对应的浓度分别为：）对应的浓度分别为：1.410-2、2.810-2、5.610-2g/L31PPT课件同一种物质对不同波长光的吸光度不同；同一种物质对不同波长光的吸光度不同；同同一一物物质质不不同同浓浓度度的的溶溶液液，曲曲线线形形状状相相似似，但但一一定定波波长长处处的的吸吸光光度度随随溶溶液液的的浓浓度度增增加加而而增增大大物物质质定定量分析的依据量分析的依据；不不同同物物质质吸吸收收曲曲线线的的特特性性不不同同，与与物物质质特特性性有有关关物质物质定性分析的依据定性分析的依据 谱线讨论谱线讨论32PPT课件四、光吸收定律四、光吸收定律 光的吸收程度与光通过物质前后的光的光的吸收程度与光通过物质前后的光的强度变化有关强度变化有关 。

33PPT课件1.光强度、透光率和吸光度光强度、透光率和吸光度 术语术语定义定义符号符号光强度光强度单位时间单位时间(s)、单位面积、单位面积(1cm2）上辐射光的能量，与）上辐射光的能量，与光子的数目有关光子的数目有关I0:入射入射It: :透射透射透光率透光率透射光强度与入射光强度的比值（透射光强度与入射光强度的比值（It/I0）T吸光度吸光度透光率的负对数透光率的负对数-lg(It/I0）A吸光系数吸光系数单位浓度、单位厚度是物质的吸光度单位浓度、单位厚度是物质的吸光度 ,a 34PPT课件讨讨论论T:0.00100.0T=0.00%表表示示光光全全部被吸收；部被吸收；T=100.0%表示光全部透过表示光全部透过A:0.00A=0.00表表示示光光全全部部通通过过；A表示光全部被吸收表示光全部被吸收35PPT课件当一束平行当一束平行单色光单色光垂直通过溶液时，垂直通过溶液时，溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比厚度的乘积成正比k为比例常数；为比例常数；b的单位为的单位为cm 2. 2. 朗伯朗伯- -比尔吸收定律比尔吸收定律36PPT课件k k的讨论的讨论k的物理意义：液层厚度为的物理意义：液层厚度为1cm的单位浓度的单位浓度溶液，对一定波长光的吸光度。

溶液，对一定波长光的吸光度k愈大，表愈大，表示吸收光的能力愈强，分光光度测定的灵示吸收光的能力愈强，分光光度测定的灵敏度就愈高敏度就愈高k的单位及数值还与浓度采用的单位有关的单位及数值还与浓度采用的单位有关浓度单位浓度单位k的单位的单位名称名称符号符号定量关系定量关系molL-1Lmol-1cm-1摩尔吸光系数摩尔吸光系数=aMM：物质的摩：物质的摩尔质量尔质量gL-1Lg-1cm-1质量吸光系数质量吸光系数a37PPT课件3.应用条件应用条件入射光必须为单色光入射光必须为单色光；被测样品必须是均匀介质被测样品必须是均匀介质；在在吸吸收收过过程程中中，吸吸收收物物质质之之间间不不能能发发生生相相互互作用 38PPT课件应用范围应用范围即即适于紫外光、可见光，也适于红外光适于紫外光、可见光，也适于红外光；即即适适于于均均匀匀非非散散射射的的液液态态样样品品，也也适适于于微微粒粒分散均匀的固态或气态样品分散均匀的固态或气态样品；即即可可用用于于单单组组分分分分析析，也也可可用用于于多多组组分分的的同同时，时，测定吸光度具有加和性测定吸光度具有加和性 39PPT课件【例例1-3】已知某化合物的分子量为已知某化合物的分子量为251，用乙醇作溶剂，用乙醇作溶剂将此化合物配成浓度为将此化合物配成浓度为0.150mmol/L的溶液，在的溶液，在480nm波波长处用长处用2.00cm吸收池测得透光率为吸收池测得透光率为39.8%，求该化合物，求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数在上述条件下的摩尔吸光系数及质量吸光系数及质量吸光系数a。

解】【解】已知已知c =0.15010-3mol/L，b=2.00cm，T =0.398摩尔吸光系数：摩尔吸光系数： 质量吸光系数：质量吸光系数： 40PPT课件4.朗伯朗伯-比尔定律的偏离现象比尔定律的偏离现象 41PPT课件朗伯朗伯- -比尔定律的局限性比尔定律的局限性: : 浓度不高的溶液浓度不高的溶液；非单色入射光引起的偏离非。