03第三章 紫外及可见吸收光谱法.ppt

第三章 紫外及可见吸收光谱法Ultraviolet and Visible [UV-Vis] Spectrophotometry 方法特点 用于无机物和有机物的定量分析，也可以进行有机物的定性及结构分析 较高的灵敏度（10-4～10-7g·mL-1）和较高准确度 仪器操作简单快速 本章讨论内容 　　　讨论光的吸收定律，主要介绍紫外 及可见吸收法的应用，扼要介绍紫外及可 见分光光度计和实验技术． 3-1 电磁辐射的选择吸收 一　物质的颜色 　　　当光照射到物体上，光与物质发生相互作用，产生反射、散射、吸收或透射，对于均匀物体，光的散射可忽略． 　　　一束光通过某一有色溶液，一些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过．透过光或反射光刺激人眼而使人感觉到颜色存在． 可见光：400~750nm 溶液的颜色由透射光波长决定 物质呈现的颜色是物质对不同波长的光选择必性吸收的结果．如CuSO4溶液，吸收白光(复合光)中的黄光而呈蓝色． 单色光、复合光、光的互补 物质颜色与吸收光颜色的互补关系 　　　　　　　　　吸　收　光 物质颜色　　 　颜　色　　　　波长/nm　 　黄绿　　　　　　紫 400~450　　　　 　黄　　　　　　　蓝 450~480 　橙　　　　　　绿　蓝 480~490 　红　　　　　　蓝　绿 490~500 　紫红　　　　　　绿 500~560 　紫　　　　　　黄　绿 560~580 　蓝　　　　　　　黄 580~600 　绿蓝　　　　　　橙 600~650 　蓝绿　　　　　　红 650~780 7.1.2 物质对光的吸收 分子吸收光谱的产生 在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。下图为分子的能级示意图。 　　　处在同一电子能级的分子，可能因其振动能量不同，而处在不同的振动能级上。当分子处在同一电子能级和同一振动能级时，它的能量还会因转动能量不同，而处在不同的转动能级上。所以分子的总能量可以认为是这三种能量的总和： 　　 E分子 = E电子 + E振动 + E转动 二 吸收的本质－－选择性 当入射光子的能量等于吸光物质的基态和激发态能量之差时才会被吸收． 由于物质的分子（或离子）只有有限数目的量子化能级，所以物质对辐射的吸收是有选择性的． 被激发的粒子在10-8s后又回到基态，并以热的形式或荧光等形式释放能量． 与光子碰撞发生能量转移 　M + hv M* 基态　　　 激发态 　由于分子中的量子化能级是有限的，不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级，能级差不同，因此物质对光的吸收具有选择性． 电子的多重态 吸收光谱 Absorption Spectrum 三 吸收曲线 １定义： 　　　将不同波长的光透过某一固定浓度和厚度的有色溶液，测量每一波长下对光吸收程度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，这种图谱称为该物质的吸收曲线．描述了物质对不同波长光的吸收能力． ２ 特征 不同浓度的同一物质，在吸收峰附近，吸光度随浓度增加而增大，但最大吸收波长不变． 在最大吸收波长处测定，灵敏度最高． 吸收曲线是光度法中选择测定波长的重要依据． 　　 KMnO4溶液的最大吸收波长为525nm, 吸收黄绿色的光，呈现紫红色． 定性分析与定量分析的基础 3-2 光的吸收定律 ２比尔定律 　　 光的吸收与溶液中吸光物质的浓度有关． 　　 朗伯定律中的比例常数与吸光物质的浓度成正比． ３朗伯－比尔定律 　　lgI0/I=kbc A=kbc k与物质的性质、入射光的波长及温度等因素有关． 朗伯定律的描述： 　　 当一束单色光照射到任一均匀非散射的含有吸光物质的介质时，吸光度与该吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比． 　　 各种类型的电磁辐射吸收的基本定律． 4 吸光度与透光度的关系 吸收定律与吸收光谱的关系 二 吸光系数和摩尔吸光系数 １吸光系数(a) 当c以g·L-1, b以cm表示时，常数k以a表示，称为吸光系数， 单位为L·g-1·cm-1， 此