紫外可见光谱分析与应用课件.ppt

紫外可见光谱分析与应用紫外可见光谱（UV-Vis）分析是一种广泛应用于科学研究和工业领域的分析技术。它通过测量物质对紫外和可见光的吸收程度，来确定物质的成分、浓度和结构。本演示文稿将深入探讨紫外可见光谱的原理、仪器、应用以及实验操作，旨在为学习者提供全面的知识和实践指导。

什么是紫外可见光谱？紫外可见光谱是利用紫外光区（190-400nm）和可见光区（400-800nm）的光谱，研究物质对这些光的吸收特性，从而进行物质的定性和定量分析的一种方法。每种物质都有其独特的紫外可见吸收光谱，如同指纹一样，可以用来识别物质。紫外可见光谱技术具有灵敏度高、操作简便、应用广泛等优点，在化学、生物、材料等领域发挥着重要作用。定义研究物质对紫外和可见光吸收的光谱波长范围190-800nm

光与物质的相互作用当光照射到物质上时，会发生多种相互作用，包括吸收、透射、反射和散射。紫外可见光谱分析主要关注的是光吸收现象。当光子的能量与物质分子中电子跃迁所需的能量相匹配时，光子就会被吸收，导致电子从基态跃迁到激发态。不同物质的分子结构不同，其电子跃迁所需的能量也不同，因此对不同波长的光具有选择性吸收。1吸收光子能量被分子吸收，电子跃迁2透射光子穿过物质3反射光子从物质表面反射

紫外可见光谱原理紫外可见光谱的原理基于物质对紫外和可见光的选择性吸收。当一束紫外或可见光通过样品时，样品中的分子会吸收特定波长的光，导致透射光的强度减弱。通过测量透射光强度随波长的变化，可以得到紫外可见吸收光谱。吸收光谱中的峰值位置（吸收波长）与物质的分子结构和电子跃迁类型有关，峰值强度与物质的浓度有关。选择性吸收物质对不同波长的光吸收程度不同电子跃迁光吸收引起分子中电子跃迁光谱图透射光强度随波长的变化曲线

紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱是物质对紫外和可见光吸收程度随波长变化的曲线。吸收光谱通常以吸收度（A）或透射比（T）为纵坐标，以波长（λ）为横坐标。吸收光谱中的峰值称为吸收峰，吸收峰对应的波长称为吸收波长（λmax）。吸收峰的位置和强度是物质的重要特征参数，可以用于物质的定性和定量分析。例如，苯在254nm处有一个特征吸收峰。吸收峰吸收光谱中的峰值吸收波长吸收峰对应的波长

朗伯-比尔定律朗伯-比尔定律是紫外可见光谱定量分析的基础。该定律指出，当一束平行单色光通过均匀溶液时，溶液的吸光度（A）与溶液的浓度（c）和光程长（l）成正比。数学表达式为：A=εcl，其中ε为摩尔吸收系数，是物质在特定波长下吸收能力的度量。朗伯-比尔定律只有在一定条件下才成立，例如稀溶液、单色光、无散射等。1定律内容吸光度与浓度和光程长成正比2数学表达式A=εcl3适用条件稀溶液、单色光、无散射

光吸收与分子结构的关系分子的电子结构决定了其对紫外可见光的吸收特性。含有π电子和非键电子的分子，如共轭体系、芳香族化合物等，容易发生电子跃迁，因此在紫外可见区有较强的吸收。共轭体系的π电子数越多，吸收波长越长，吸收强度越大。此外，分子中的取代基也会影响吸收光谱，如给电子基团使吸收波长红移，吸电子基团使吸收波长蓝移。π电子和非键电子容易发生电子跃迁共轭体系π电子数越多，吸收波长越长取代基影响吸收光谱

紫外可见光谱仪的组成紫外可见光谱仪主要由光源、单色器、样品池、检测器和数据处理系统组成。光源提供紫外和可见光，单色器将光分解成不同波长的单色光，样品池用于放置样品，检测器测量透射光的强度，数据处理系统将检测器信号转换成光谱图。不同类型的紫外可见光谱仪在结构和性能上有所差异，但基本组成部分相同。光源1单色器2样品池3检测器4

光源：氘灯和钨灯紫外可见光谱仪常用的光源有氘灯和钨灯。氘灯在紫外区（190-400nm）有连续光谱，而钨灯在可见光区（400-800nm）有连续光谱。因此，为了获得全波长范围的光谱，通常需要将氘灯和钨灯组合使用。光源的稳定性对光谱的质量有重要影响，因此需要定期检查和更换光源。1全波长范围2可见光区：钨灯3紫外区：氘灯

单色器：棱镜和光栅单色器的作用是将光源发出的复合光分解成不同波长的单色光。常用的单色器有棱镜和光栅。棱镜利用光的折射原理，将不同波长的光分开，但其色散能力随波长变化而变化。光栅利用光的衍射原理，将不同波长的光分开，其色散能力相对稳定。光栅单色器在紫外可见光谱仪中应用越来越广泛。1色散能力稳定2衍射原理：光栅3折射原理：棱镜

样品池样品池是用于放置样品的容器。样品池的材料必须对紫外可见光具有良好的透射性，常用的材料有石英和玻璃。石英样品池在紫外和可见光区都有良好的透射性，而玻璃样品池只在可见光区有良好的透射性。样品池的尺寸和形状也会影响光谱的质量，因此需要根据实验要求选择合适的样品池。使用样品池时，需要注意清洁和避免划伤。紫外区透射率可见光区透射率

检测器：光电倍增管和光电二极管