紫外-可见吸收光谱法.ppt

第五章 紫外－可见分光光度法 概 述 紫外--可见分光光度法（UV-VIS） ： 是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波（紫 外和可见光谱区）的吸收特性建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。也称紫外－可见吸收光谱法 操作简单、准确度高、重现性好。 分光光度法测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收的程度（吸光值A）。 紫外区可分为远紫外区（10~200nm）和近紫外区 （200~400nm）。 因空气中的氧、二氧化碳和水汽等都吸收远紫外光，因此，要研究分子对远紫外光的吸收需要在真空条件进行，故使其应用受到限制。 通常说的紫外－可见吸收光谱是指近紫外－可见吸收光谱，即物质分子吸收200～760nm波长范围内的光辐射所产生的吸收光谱。 相同点： 均属于吸收光谱； 其波长范围均在近紫外到近红外光区（ 200～760nm)。 紫外-可见分光光度法的特点： 1 与其它光谱分析方法相比，其仪器设备和操作都比较简单，费用少，分析速度快。 2 灵敏度高。如在紫外区直接检测抗坏血酸时，其最低检出浓度可达到10-6g/mL。 3 ?选择性好。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某一物质进行测定。 4 精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对误差可减小到1%~2%。 5 用途广泛。在生物、医药、化工、地质等诸多领域，不但可以进行定量分析，还可以对被测物质进行定性分析和结构分析，进行官能团鉴定、相对分子质量测定、配合物的组分及稳定常数的测定等。 第一节 分子吸收光谱 一、物质对光的选择性吸收 光在与物质作用时，物质可对光产生不同程度的吸收。 物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的光，也就是说，物质对光的吸收有选择性。 当一束白光（复合光）通过硫酸铜溶液时，水合铜离子选择性的吸收复合光中的黄光，故溶液呈现出黄色的互补色——蓝色。 我们通常见到的有色物质，都是由于他们吸收了可见光的部分光，呈现出吸收光颜色的互补色。 二、分子吸收光谱的产生 分子吸收光谱的形成是由于电子在能级之间的跃迁所引起的。 分子内部具有电子能级、振动能级和转动能级。所以分子的能量 E分子＝E电＋E振＋E转 。 这些能量是量子化的，只有光辐射的能量恰好等于两能级之间的能量差时，才能被吸收。 吸收光谱（吸收曲线）： 描述物质分子对辐射吸收的程度（吸光度）随波长而变的函数关系曲线。 波长为横坐标，吸光度或透光率为纵坐标 紫外-可见吸收光谱通常由一个或几个宽吸收谱带组成。 由于分子内部振动能级和 转动能级数目很多，因此 分子的吸收光谱有无数条 谱线组成。 但是，由于相邻分子间的 相互碰撞，或者是由气态 变为溶液时，会使得谱带 增宽从而汇合在一起，而 形成带状光谱 。 最大吸收波长（λmax）是分子的特征常数，与化合物的电子结构有关，可用于推测化合物的结构信息； 整个吸收光谱的形状决定于物质性质，反映分子内部能级分布状况，是物质定性的依据。 吸收曲线的纵坐标则用光强表示，强度参数可用透光率、吸光度和吸光系数表征。 透光率T：为透射光的强度I与入射光的强度I0之比。 T＝I/ I0 吸光度A：表示单色光通过溶液时被吸收的程度，定义为入射 光的强度I0与透射光的强度I之比的对数值。 A＝lg I0/ I T与A的关系：A＝－lgT 三、朗伯－比尔定律 朗伯－比尔定律是分子吸收光谱法定量分析的基础。 它可表述为：当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降 低同入射光的强度、吸收介质的厚度、溶液的浓度成正比。 用数学表达为： ?? A = lg I0/I = k c l A：吸光度；c：吸光物质的浓度；l：液层的厚度；k：比例系数 朗伯－比尔定律是建立在吸光质点之间没有相互作用的前提 下的，它只适用于稀溶液（c≤0.01mol/L)。 当l以cm，c以g/L为单位时，k称为吸收系数，用a表示，即： A = a c l； 当l以cm，c以mol/L为单位时，k称为摩尔吸收系数，用ε表示， 即： A = ε c l 。 ε比a更为常用，可以作为吸收光谱的纵坐标，并以λmax处的摩尔吸收系数εmax表示谱带的吸收强度。 εmax