第五章紫外—可见分光光度法
一．教学内容
1．紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点）
2．吸收定律及其发射偏差的原因
3．仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正
4．分析条件的选择
5．应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用
二．重点与难点
1．比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值
2．进行化合物的定性分析、结构判断
3．定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法）
4．物理化学常数的测定
三．教学要求
1．较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用2．熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择
3．较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理
4．运用各种类型光谱及的经验规则，判断不同的化合物
5．掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法
6．一般掌握某些新的分析技术
四．学时安排5学时
研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法称为紫外-可见分光光度法。紫外—可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。
第一节紫外—可见吸收光谱
一、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。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。
若用△E电子、△E振动、△E转动分别表示电子能级、振动能
级转动能级差，即有△E
电子>△E
振动
>△E
转动
。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转动当用频率为ν的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能级之差△E恰好等于该电磁波的能量hν时，即有
△E= hν（h为普朗克常数）
此时，在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号（吸光度A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。
二、分子吸收光谱类型
根据吸收电磁波的范围不同，可将分子吸收光谱分为远红外光谱、红外光谱及紫外、可见光谱三类。
分子的转动能级差一般在0.005~ 0.05e V。产生此能级的跃迁，需吸收波长约为250 ~ 25μm的远红外光，因此，形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。
分子的振动能级差一般在0.05 ~1 e V，需吸收波长约为25 ~ 1.25μm的红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样，分子振动产生的吸收光谱中，包括转动光谱，故常称为振-转光谱。由于它吸收的能量处于红外光区，故又称红外光谱。
电子的跃迁能差约为1 ~ 20eV，比分子振动能级差要大几十倍，所吸收光的波长约为12.5 ~ 0.06μm，主要在真空紫外到可见光区，对应形成的光谱，称为电子光谱或紫外、可见吸收光谱。
通常，分子是处在基态振动能级上。当用紫外、可见光照射
分子时，电子可以从基态激发到激发态的任一振动（或不同的转动）能级上。因此，电子能级跃迁产生的吸收光谱，包括了大量谱线，并由于这些谱线的重叠而成为连续的吸收带，这就是为什么分子的紫外、可见光谱不是线状光谱，而是带状光谱的原因。又因为绝
大多数的分子光谱分析，都是用液体样品，加之仪器的分辨率有限，因而使记录所得电子光谱的谱带变宽。
由于氧、氮、二氧化碳、水等在真空紫外区（60 ~ 200n m）均有吸收，因此在测定这一范围的光谱时，必须将光学系统抽成真空，然后充以一些惰性气体，如氦、氖、氩等。鉴于真空紫外吸收光谱的研究需要昂贵的真空紫外分光光度计，故在实际应用中受到一定的限制。我们通常所说的紫外—可见分光光度法，实际上是指近紫外、可见分光光度法。
第二节化合物紫外—可见光谱的产生
在紫外和可见光谱区范围内，有机化合物的吸收带主要由
σ→σ*、π→π*、n→σ*、n→π*及电荷迁移跃迁产生。无机化合物的吸收带主要由电荷迁移和配位场跃迁（即d—d跃迁和f—f跃迁）产生.
由于电子跃迁的类型不同，实现跃迁需要的能量不同，因此吸收光的波长范围也不相同。其中σ→σ*跃迁所需能量最大，n→π*及配位场跃迁所需能量最小，因此，它们的吸收带分别落在远紫外和可见光区。从图中可知，π→π*（电荷迁移）跃迁产生的谱带强度最大，σ→σ*、n→π*、n→σ*跃迁产生的谱带强度次之，（配位跃迁的谱带强度最小）。
一、有机化合物的紫外—可见吸收光谱
（一）、跃迁类型
基态有机化合物的价电子包括成键σ电子、成键π电子和非键电子（以n表示）。分子的空轨道包括反键σ*轨道和反键π*轨道，因此，可能的跃迁为σ→σ*、π→π*、n→σ* n→π*等。
1，σ→σ*跃迁它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的—c—c—键属于这类跃迁，例如乙烷的最大吸收波长λm a x为135nm。
2，n→σ*跃迁实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区，如C H3O H和C H3NH2的n→σ*跃
迁光谱分别为183n m和213n m。
3，π→π*跃迁它需要的能量低于σ→σ*跃迁，吸收峰一般处于近紫外光区，在200 n m左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般εm a x≥104，为强吸收带。如乙烯（蒸气）的最大吸收波长λm a x为162 n m。
4，n→π*跃迁这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单
的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱，摩尔吸光系数小，通常小于100，属于禁阻跃迁。
5，电荷迁移跃迁
所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时，电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁。因此，电荷迁移跃迁实质是一个内氧化—还原的过程，而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。例如某些取代芳烃可产生这种分子内电荷迁移跃迁吸收带。
电荷迁移吸收带的谱带较宽，吸收强度较大，最大波长处的摩尔吸光系数εm a x可大于104。
（二）、常用术语
1，生色团
从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光子而产生
电子跃迁的原子基团。但是，人们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。
2，助色团
助色团是指带有非键电子对的基团，如-O H、-O R、-N HR、-S H、-C l、-B r、-I等，它们本身不能吸收大于200nm的光，但是当它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。
3，红移与蓝移（紫移）
某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团（-OH、-OR、-NH2、-S H 、-C l、-B r、-S R、- NR2）之后，
吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为红移效应。这种会使某化合物的最大吸收波长向长波方向移动的基团称为向红基团。
在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。这些会使某化合物的最大吸收波长向短波方向移动的基团（如
-C H2、-C H2C H3、-O C OC H3）称为向蓝（紫）基团。
(三)有机化合物紫外-可见吸收光谱
1，饱和烃及其取代衍生物
饱和烃类分子中只含有σ键，因此只能产生σ→σ*跃迁，即σ
电子从成键轨道（σ）跃迁到反键轨道（σ*）。饱和烃的最大吸收峰一般小于150n m，已超出紫外、可见分光光度计的测量范围。
饱和烃的取代衍生物如卤代烃，其卤素原子上存在n电子，可产生n→σ* 的跃迁。n→σ*的能量低于σ→σ*。例如，C H3C l、C H3B r 和C H3I的n→σ* 跃迁分别出现在173、204和258n m处。这些数据不仅说明氯、溴和碘原子引入甲烷后，其相应的吸收波长发生了红移，显示了助色团的助色作用。直接用烷烃和卤代烃的紫外吸收光谱分析这些化合物的实用价值不大。但是它们是测定紫外和（或）可见吸收光谱的良好溶剂。
2，不饱和烃及共轭烯烃
在不饱和烃类分子中，除含有σ键外，还含有π键，它们可以产生σ→σ*和π→π*两种跃迁。π→π*跃迁的能量小于σ→σ*跃迁。例如，在乙烯分子中，π→π*跃迁最大吸收波长为180nm
在不饱和烃类分子中，当有两个以上的双键共轭时，随着共轭系统的延长，π→π*跃迁的吸收带将明显向长波方向移动，吸收强度也随之增强。在共轭体系中，π→π*跃迁产生的吸收带又称为K带。
3，羰基化合物
羰基化合物含有>C=O基团。>C=O基团主要可产生π→π*、
n→σ* 、n→π*三个吸收带，n→π*吸收带又称R带，落于近紫外或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物，如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异，因此它们n→π*吸收带的光区稍有不同。
羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n→π*吸收带，但是，羧酸及羧酸的衍生物的羰基上的碳原子直接连结含有未共用电子对的助
色团，如-O H、-C l、-O R等，由于这些助色团上的n电子与羰基双键的π电子产生n→π共轭，导致π*轨道的能级有所提高，但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级，因此实现n→π*跃迁所需的能量变大，使n→π*吸收带蓝移至210nm左右。
4，苯及其衍生物
苯有三个吸收带，它们都是由π→π*跃迁引起的。E1带出现在180n m（εM A X= 60，000）；E2带出现在204nm（εM A X= 8，000 ）；B带出现在255n m（εM A X= 200）。在气态或非极性溶剂中，苯及其许多同系物的B谱带有许多的精细结构，这是由于振动跃迁在基态电子上的跃迁上的叠加而引起的。在极性溶剂中，这些精细结构消失。当苯环上有取代基时，苯的三个特征谱带都会发生显著的变化，其中影响较大的是E2带和B谱带。
5，稠环芳烃及杂环化合物
稠环芳烃，如奈、蒽、芘等，均显示苯的三个吸收带，但是
与苯本身相比较，这三个吸收带均发生红移，且强度增加。随着苯环数目的增多，吸收波长红移越多，吸收强度也相应增加。
当芳环上的-C H基团被氮原子取代后，则相应的氮杂环化合物（如吡啶、喹啉）的吸收光谱，与相应的碳化合物极为相似，即吡啶与苯相似，喹啉与奈相似。此外，
由于引入含有n电子的N原子的，这类杂环化合物还可能产生n→π*吸收带。
二、无机化合物的紫外-可见吸收光谱
产生无机化合物紫外、可见吸收光谱的电子跃迁形式，一般
分为两大类：电荷迁移跃迁和配位场跃迁。
（一）电荷迁移跃迁
无机配合物有电荷迁移跃迁产生的电荷迁移吸收光谱。
在配合物的中心离子和配位体中，当一个电子由配体的轨道
跃迁到与中心离子相关的轨道上时，可产生电荷迁移吸收光谱。
不少过度金属离子与含生色团的试剂反应所生成的配合物以
及许多水合无机离子，均可产生电荷迁移跃迁。
此外，一些具有d10电子结构的过度元素形成的卤化物及硫化物，如A gB r、H gS等，也是由于这类跃迁而产生颜色。
电荷迁移吸收光谱出现的波长位置，取决于电子给予体和电子接受体相应电子轨道的能量差。
（二）配位场跃迁
配位场跃迁包括d - d跃迁和f-f跃迁。元素周期表中第四、五周期的过度金属元素分别含有3d和4d轨道，镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配体的存在下，过度元素五个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d
轨道和f轨道。当它们的离子吸收光能后，低能态的d电子或f电子可以分别跃迁至高能态的d或f轨道，这两类跃迁分别称为d- d跃迁和f- f跃迁。由于这两类跃迁必须在配体的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。
三、溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响
溶剂对紫外—可见光谱的影响较为复杂。改变溶剂的极性，会引起吸收带形状的变化。例如，当溶剂的极性由非极性改变到极性时，精细结构消失，吸收带变向平滑。
改变溶剂的极性，还会使吸收带的最大吸收波长发生变化。
下表为溶剂对亚异丙酮紫外吸收光谱的影响。
正己烷
C HC l3C H3OH H2O
π→π*λm a x/nm230 238
237 243
n →π*λm a x/nm329 315
309 305
由上表可以看出，当溶剂的极性增大时，由n→π*跃迁产生的吸收带发生蓝移，而由π→π*跃迁产生的吸收带发生红移。因此，在测定紫外、可见吸收光谱时，应注明在何种溶剂中测定。
由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收光谱图上或
数据表中必须注明所用的溶剂。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注明所用的溶剂是否相同。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。选择溶剂时注意下列几点：
（1）溶剂应能很好地溶解被测试样，溶剂对溶质应该是惰性的。即所成溶液应具有良好的化学和光化学稳定性。
（2）在溶解度允许的范围内，尽量选择极性较小的溶剂。
（3）溶剂在样品的吸收光谱区应无明显吸收。
第三节紫外-可见分光光度计
一、组成部件
紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。
（一）光源
对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发
射连续辐射，有足够的辐射强度和良好的稳定性，而且辐射能量随波长的变化应尽可能小。
分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两
类。
热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯；气体放电光
源用于紫外光区，如氢灯和氘灯。钨灯和碘钨灯可使用的范围在340 ~2500nm。这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关，在可见光区，辐射的能量与工作电压4次方成正比。光电流与灯丝电压的n次方（n 1）成正比。因此必须严格控制灯丝电压，仪器必须配有稳压装置。
在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在160~ 375 n m范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫外光区应用最广泛的一种光源，其光谱分布与氢灯类似，但光强度比相同功率的氢灯要大3~5倍。
（二）单色器
单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置，其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内任意可调。
单色器一般由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏度度、选择性及校准曲线的线性关系等。
能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。
棱镜有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于350 ~ 3200n m的波长范围，即只能用于可见光域内。石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从185 ~ 4000n m，即可用于紫外、可见和近红外三个光域。
光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的，它可用于紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。入射、出
射狭缝，透镜及准光镜等光学元件中狭缝在决定单色器性能上起重要作用。狭缝的大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减弱光强。
（三）吸收池
吸收池用于盛放分析试样，一般有石英和玻璃材料两种。石英池适用于可见光区及紫外光区，玻璃吸收池只能用于可见光区。为减少光的损失，吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向。在高精度的分析测定中（紫外区尤其重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分
析结果都有影响。
（四）检测器
检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。
常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。
硒光电池对光的敏感范围为300~800n m，其中又以500 ~
600nm最为灵敏。这种光电池的特点是能产生可直接推动微安表或检流计的光电流，但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。
光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛。
光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的灵敏度比一般的光电管要高200倍，因此可使用较窄的单色器狭缝，从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。
（五）信号指示系统
它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自动记录装置等。很多型号的分光光度计装配有微处理机，一方面可对分光光度计进行操作控制，另一方面可进行数据处理。
二、紫外-可见分光光度计的类型
紫外-可见分光光度计的类型很多，但可归纳为三种类型，即单光束分光光度计、双光束分光光度计和双波长分光光度计。
1，单光束分光光度计
经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。
2，双光束分光光度计
经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光，一束通过参比池，一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度，此比值即为试样的透射比，经对数变换将它转换成吸光度并作为波长的函数记录下来。
双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两束光同时分别通过参比池和样品池，还能自动消除光源强度变化所引起的误差。
3，双波长分光光度计
由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（λ1和λ2）的单色光；利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过光电倍增管和电子控制系统，最后由显示器显示出两个波长处的吸光度差值ΔA（Δ
A=Aλ1-Aλ2）。对于多组分混合物、混浊试样（如生物组织液）分析，以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下，利用双波长分光光度法，往往能提高方法的灵敏度和选择性。利用双波长分光光度计，能获得导数光谱。
通过光学系统转换，使双波长分光光度计能很方便地转化为单波长工作方式。如果能在λ1和λ2处分别记录吸光度随时间变化的曲线，还能进行化学反应动力学研究。
三、分光光度计的校正
通常在实验室工作中，验收新仪器或实验室使用过一段时间
后都要进行波长校正和吸光度校正。
建议采用下述的较为简便和实用的方法来进行校正：镨铷玻璃或钬玻璃都有若干特征的吸收峰，可用来校正分光光度计的波长标尺，前者用于可见光区，后者则对紫外和可见光区都适用。也可用K2C rO4标准溶液来校正吸光度标度。
定性分析
紫外－可见分光光度法是一种广泛应用的定量分析方法，也是对物质进行定性分析和结构分析的一种手段，同时还可以测定某些化合物的物理化学参数，例如摩尔质量、配合物的配合比和稳定常数、以及酸、碱的离解常数等。
紫外－可见分光光度法在无机元素的定性分析应用方面
是比较少的，无机元素的定性分析主要用原子发射光谱法或化学分析法。在有机化合物的定性分析鉴定及结构分析方面，由于紫外－可见光谱较为简单，光谱信息少，特征性不强，而且不少简单官能团在近紫外及可见光区没有吸收或吸收很弱，因此，这种方法的应用有较大的局限性。但是它适用于不饱和有机化合物，尤其是共轭体系的鉴定，以此推断未知物的骨架结构。此外，它可配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等常用的结构分析法进行定量鉴定和结构分析，是不失为一种有用的辅助方法。一般定性分析方法有如下两种：
1. 比较吸收光谱曲线法
吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸
光系数，是定性分析的光谱依据，而最大吸收波长及相应的
是定性分析的最主要参数。比较法有标准物质比较法和标准谱图比
较法两种。
利用标准物质比较，在相同的测量条件下，测定和比较未知物与已知标准物的吸收光谱曲线，如果两者的光谱完全一致，则可以初步认为它们是同一化合物。为了能使分析更准确可靠，要注意如下几点：
一、是尽量保持光谱的精细结构。为此，应采用与吸收物质作用力小的非极性溶剂，且采用窄的光谱通带；
二、是吸收光谱采用对作图。这样如果未知物与标准物的浓度
不同，则曲线只是沿轴平移，而不是象曲线那样以的比例移动，更便于比较分析。
三、是往往还需要用其它方法进行证实，如红外光谱等。
利用标准谱图或光谱数据比较。常用的标准谱图有以下表中的四种：
[1] S adt l er St a nd a rd S p ec t ra(Ul t r a vi ol e t),H e yd e n,Lo n d on,1978. 萨特勒标准图谱共收集了46000种化合物的紫外光谱。
[2] R.A.Fr i ed el an d M.O r ch i n,“U l t r avi o l et a nd Vi s i b l e A bs o rp t i o n S p ec t ra o f A ro m a t i c C om po un ds”,Wi l e y,N e w Yo r k, 1951. 本书收集了597种芳香化合物的紫外光谱。
[3] K e nz o H i r a ya m a：“Ha nd bo ok o f Ul t r a vi ol et an d Vi s i bl e
A b so rp t i on S p e ct r a a o f O rga n i c C om po u nds.”,N e w
Yo r k,P l e nu m,1967。
[4]“O rga ni c E l e ct ro ni c S p e ct r al D at a”。
2. 计算不饱和有机化合物最大吸收波长的经验规则
有伍德沃德（Wo od w a rd）规则和斯科特（S c ot t）规则。
当采用其它物理或化学方法推测未知化合物有几种可能结构
后，可用经验规则计算它们最大吸收波长，然后再与实测值进行比较，以确认物质的结构。
伍德沃德规则
它是计算共轭二烯、多烯烃及共轭烯酮类化合物π—π*跃迁最大吸收波长的经验规则，如表13.7和表13.9所示。计算时，先从未知物的母体对照表得到一个最大吸收的基数，然后对连接在母体中π电子体系(即共轭体系)上的各种取代基以及其他结构因素按上
所列的数值加以修正，得到该化合物的最大吸收波长。。
结构分析
紫外－可见分光光度法可以进行化合物某些基因的判别、共轭体系及构型、构象的判断。
1. 某些特征集团的判别
有机物的不少基团(生色团)，如羰基、苯环、硝基、共轭体系等，都有其特征的
紫外或可见吸收带，紫外－可见分光光度法在判别这些基团时，有时是十分有用的。如在270～300n m处有弱的吸收带，且随溶剂极性增大而发生蓝移，就是羰基n－π*跃迁所产生R吸收带的有力证据。在184n m附近有强吸收带(E1带)，在204nm附近有中
强吸收带(E2带)，在260n m附近有弱吸收带且有精细结构(B带)，是苯环的特征吸收，等等。可以从有关资料中查找某些基团的特征吸收带。
2. 共轭体系的判断
共轭体系会产生很强的K吸收带，通过绘制吸收光谱，可以判断化合物是否存在共轭体系或共轭的程度。如果一化合物在210n m 以上无强吸收带，可以认为该化合物不存在共轭体系；若在215～
250n m区域有强吸收带，则该化合物可能有两至三个双键的共轭体
系，如1－3丁二烯，为217nm，为21,000；若260～350nm 区域有很强的吸收带，则可能有三至五个双键的共轭体系，如癸五
烯有五个共轭双键，为335n m，为118,000。
3. 异构体的判断
包括顺反异构及互变异构两种情况的判断。
顺反异构体的判断
生色团和助色团处在同一平面上时，才产生最大的共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小，分子的平面性能较好，共轭效应强。因此，及都大于顺式异构体。例如，肉桂酸的顺、反式的吸收如下：
＝280n m=13500＝
295nm=27000
同一化学式的多环二烯，可能有两种异构体：一种是顺式异构体；另一种是异环二烯，是反式异构体。一般来说，异环二烯的吸收带强度总是比同环二烯来的大。
互变异构体的判断
某些有机化合物在溶液中可能有两种以上的互变异构体处于
动态平衡中，这种异构体的互变过程常伴随有双键的移动及共轭体系的变化，因此也产生吸收光谱的变化。最常见的是某些含氧化合物的酮式与烯醇式异构体之间的互变。例如乙酰乙酸乙酯就是和烯醇式两种互变异构体：
它们的吸收特性不同：酮式异构体在近紫外光区的为
272nm(为16)，是n－π*跃迁所产生R吸收带。烯醇式异构体的
为243n m(为16000)，是π－π*跃迁出共轭体系的K吸收带。两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系。在象水这样的极性溶剂
中，由于可能与H2O形成氢键而降低能量以达到稳定状态，所以酮式异构体占优势:
而象乙烷这样的非极性溶剂中，由于形成分子内的氢键，且形成共轭体系，使能量降低以达到稳定状态，所以烯醇式异构体比率上升:
此外，紫外－可见分光光度法还可以判断某些化合物的构象(如取代基是平伏键还是直平键)及旋光异构体等。
定量分析
紫外－可见分光光度法定量分析的方法常见到的有如下几
种：
1.单组分的定量分析
如果在一个试样中只要测定一种组分，且在选定的测量波长下，试样中其它组分对该组分不干扰，这种单组分的定量分析较简单。一般有标准对照法和标准曲线法两种。
标准对照法
在相同条件下，平行测定试样溶液和某一浓度C s（应与试液浓
度接近）的标准溶液的吸光度A x和A s则由C s可计算试样溶液中被测物质的浓度C x
标准对照法因知使用单个标准，引起误差的偶然因素较多，故往往较不可靠。
标准曲线法
这是实际分析工作中最常用的一种方法。配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液作参比，测定标准系列溶液的吸光度，绘制吸光度－浓度曲线，称为校正曲线（也叫标准曲线或工作曲线）。在相同条件下测定试样溶液的吸光度，从校正曲线上找出与之对应的未知组分的浓度。
此外，有时还可以采用标准加入法。
2. 多组分的定量分析
根据吸光度具有加和性的特点，在同一试样中可以同时测定两个或两个以上组分。假设要测定试样中的两个组分A、B，如果分别绘制A、B两纯物资的吸收光谱，绘出三种情况，如图13.20所示。
（a）情况表明两组分互不干扰，可以用测定单组分的方法分
别在λ1、λ2测定A、B两组分；
（b）情况表明A组分对B组分的测定有干扰，而B组分对A组分的测定无干扰，则可以在λ1处单独测量A组分，求得A组分的浓
度C A。然后在λ2处测量溶液的吸光度及A、B纯物质的和
值，根据吸光度的加和性，即得
则可以求出C B；
（c）情况表明两组分彼此互相干扰，此时，在λ1、λ2处分别测定
溶液的吸光度及，而且同时测定A、B纯物质的、及
、。然后列出联立方程
解得C A、C B。显然，如果有n个组分的光谱互相干扰，就必须在n个波长处分别测定吸光度的加和值，然后解n元一次方程以求出各组分的浓度。应该指出，这将是繁琐的数学处理，且n越多，结果的准确性越差。用计算机处理测定结果将使运算大为方便。3. 双波长分光光度法
当试样中两组分的吸收光谱较为严重时，用解联立方程的方法测定两组分的含量可能误差较大，这时可以用双波长分光光度法测定。它可以进行一组分在其它组分干扰下，测定该组分的含量，也可以同时测定两组分的含量。双波长分光光度法定量测定两混合物组分的主要方法有等吸收波长法和系数倍率法两种。
等吸收波长法
试样中含有A、B两组分，若要测定B组分，A组分有干扰，采用双波长法进行B组分测量时方法如下：为了要能消除A组分
的吸收干扰，一般首先选择待测组分B的最大吸收波长λ2为测量波长，然后用作图法选择参比波长λ1，作法如图所示。
在λ2处作一波长轴的垂直线，交于组分B吸收曲线的另某一点，再从这点作一条平行于波长轴的直线，交于组分B吸收曲线的另一点，该点所对应的波成为参比波长λ1。可见组分A在λ2和λ1
处是等吸收点，
由吸光度的加和性可见，混合试样在λ2和λ1处的吸光度可表示为
双波长分光光度计的输出信号为ΔA，
可见仪器的输出讯号ΔA与干扰组分A无关，它只正比于待测组分B的浓度，即消除了B的干扰。
系数倍率法
当干扰组分A的吸收光谱曲线不呈峰状，仅是陡坡状时，不存在两个波长处的等吸收点时，如图所示。在这种
1、什么是透光率？什么是吸光度？什么是百分吸光系数和摩尔吸光系数 2、举例说明生色团和助色团，并解释长移和短移。 4、电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有什么特征？ 5、以有机化合物的基团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外—可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。 6、紫外吸收光谱中，吸收带的位置受哪些因素影响？ 8、用紫外光谱法定量，测量最适宜的吸光度范围为0.2-0.7的依据是什么？为什么用高精度的仪器此范围可以扩大？ 11、简述用紫外分光光度法定性鉴别未知物的方法。 13、说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择λ1λ2？ 15、为什么最好在λmax处测定化合物的含量？ 2、Lambert-Beer定律是描述与和的关系，它的数学表达式是 3、紫外-可见分光光度法定性分析的重要参数是和；定量分析的依据是 4、在不饱和脂肪烃化合物分子中，共轭双键愈多，吸收带的位置长移愈多，这是由于 6、可见--紫外分光光度计的光源，可见光区用灯，吸收池可用材料的吸收池，紫外光区光源用灯，吸收池必须用材料的吸收池 10、分光光度法的定量原理是定律，它的适用条件是和，影响因素主要有、。 11、可见-紫外分光光度计的主要部件包括、、、、和5个部分。在以暗噪音为主的检测器上，设△T=0.5%，则吸收度A的测量值在间，由于测量透光率的绝对误差小，使结果相对误差△c/c的值较小。 15、在分光光度法中，通常采用作为测定波长。此时，试样浓度的较小变化将使吸光度产生变化 1、紫外-可见分光光度法的合适检测波长范围是( ) A.400-800 nm B.200-400nm C.200～800nm D.10～200nm 2、下列说法正确的是( )o A.按比尔定律，浓度C与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线 B.比尔定律成立的必要条件是稀溶液，与是否单色光无关 C.E称吸光系数，是指用浓度为1%(W/V)的溶液，吸收池厚度为lcm时所测得吸光度值 D.同一物质在不同波长处吸光系数不同，不同物质在同一波长处的吸光系数相同 3、在乙醇溶液中，某分子的K带λmax计算值为385nm, λmax测定值388nm，若改用二氧六环及水为溶剂，λmax计算值估计分别为( ) (已知在二氧六环和水中的λmax校正值分别为-5和+8) A .二氧六环中390nm，水中37 7nm B.二氧六环中380nm，水中393 nm C.二氧六环中383nm，水中396nm D.二氧六环中393nm，水中380nm 6、1,3-丁二烯有强紫外吸收，随着溶剂极性的降低，其λmax将( ) A.长移 B.短移 C.不变化，但ε增强D．不能断定 8、在紫外-可见光谱分析中极性溶剂会使被测物吸收峰（）
紫外可见吸光分光光度法在环境分析中的应用领域 摘要：紫外可见分光光度法是一种应用很广的方法。在学习其基本原理和仪器结构后，得到该分析方法是一种具有广谱适用性的分析方法。本文综述了紫外可见分光光度法的原理特点以及在环境监测中的应用，并且具体举例说明，概述了紫外可见分光光度法的应用方法以及注意事项。 关键词：紫外可见分光光度法，朗伯比尔定律，特点，水与废水，大气 1.引言 随着社会环保意识的增强，人们对环保工作越来越重视。企业废水的分析与处理已经极大地影响着企业的发展和效益。更深刻影响着人们的日常生活。现在测试水和废水的仪器有紫外可见分光光度计。它已在各个科学研究领域和现代生产与管理部门广泛应用。 2.紫外可见分光光度计基本原理 紫外可见吸光光度法是根据物质对紫外光和可见光选择性吸收而进行分析的方法。吸光光度法的理论基础是光的吸收定律———朗伯—比尔定律，其数学表达式为 A=Kdc 朗伯—比尔定律的物理意义是，当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度d成正比。当液层厚度d以cm、吸光物质浓度c以“mol·L-1”为单位时，系数K就以ε表示，称为摩尔吸收系数。此时朗伯—比尔定律表示为 A=εdc 式中摩尔吸收系数单位为L·mol-1·cm-1。 吸光光度法具有较高的灵敏度和一定的准确度，特别适宜于微量组分的测量。 3.特点 （1）应用广泛 由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收，因此均可借此法加以测定。到目前为止，几乎化学元素周期表上的所有元素（除少数放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法。
Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr 注： 图内实线圈内的元素可用直接法测定，虚线圈内的元素可用间接法测定。 带A 的表示与环境污染有关的元素。其中放射性元素只有铀和钍常用光度法测定，其它元素都采用放射性分析测量。 （2）灵敏度高 由于相应学科的发展，使新的有机显色剂的合成和研究取得可喜的进展，从而对元素测定的灵敏度大大提高了一步。特别是由于多元络合物和各种表面活性剂的应用研究，使许多元素的摩尔吸光系数由原来的几万提高到几十万。相对于其它痕量分析方法而言，光度法的精密度和准确度一致公认是比较高的。 （3）选择性好 目前已有些元素只要利用控制适当的显色条件就可直接进行光度法测定，如钴、铀、镍、铜、银、铁等元素的测定，已有比较满意的方法了。 （4）准确度高 对于一般的分光光度法来说，其浓度测量的相对误差在1-3%范围内，如采用示差分光度法测量，则误差往往可减少到千分之几。 （5）适用浓度范围广 可从常量（1-50%）（尤其是使用示差法）到痕量（10-8-10-6%）（经预富集后）。（6）分析成本低、操作简便、快速 由于分光光度法具有以上优点，因此目前仍广泛地应用于化工、冶金、地质、
紫外-可见分光光度法 一、单项选择题 1．可见光的波长范围是 A、760~1000nm B、400~760nm C、200~400nm D、小于400nm E、大于760nm 2．下列关于光波的叙述，正确的是 A、只具有波动性 B、只具有粒子性 C、具有波粒二象性 D、其能量大小于波长成正比 E、传播速度与介质无关 3．两种是互补色关系的单色光，按一定的强度比例混合可成为 A、白光 B、红色光 C、黄色光 D、蓝色光 E、紫色光 4．测定Fe3+含量时，加入KSCN显色剂，生成的配合物是红色的，则此配合物吸收了白光中的 A、红光 B、绿光 C、紫光 D、蓝光 E、青光 5．紫外-可见分光光度计的波长范围是 A、200~1000nm B、400~760nm C、1000nm 以上 D、200~760nm E、200nm以下 6．紫外-可见分光光度法测定的灵敏度高，准确度好，一般其相对误差在 A、不超过±％ B、1%~5% C、5%~20%
D 、5%~10% E 、%~1% 7．在分光光度分析中，透过光强度（I t ）与入射光强度（I 0）之比，即I t / I 0称 为 A 、吸光度 B 、透光率 C 、吸光系数 D 、光密度 E 、 消光度 8．当入射光的强度（I 0）一定时，溶液吸收光的强度（I a ）越小，则溶液透过光的 强度（I t ） A 、越大 B 、越小 C 、保持不变 D 、等于0 E 、以 上都不正确 9．朗伯-比尔定律，即光的吸收定律，表述了光的吸光度与 A 、溶液浓度的关系 B 、溶液液层厚度的关系 C 、波长的关系 D 、溶液的浓度与液层厚度的关系 E 、溶液温度的关系 10．符合光的吸收定律的物质，与吸光系数无关的因素是 A 、入射光的波长 B 、吸光物质的性质 C 、溶 液的温度 D 、溶剂的性质 E 、在稀溶液条件下，溶液的浓度 11．在吸收光谱曲线上，如果其他条件都不变，只改变溶液的浓度，则最大吸收波长的位置和峰的 高度将 A 、峰位向长波方向移动，逢高增加 B 、峰位向短波方向移 动，峰高增加
【含量测定】照紫外-可见分光光度法(附录V A)测定。 1.仪器与测定条件：室温：____℃相对湿度：____% 分析天平编号：；水浴锅编号：； 紫外可见分光光度计编号：； 2.对照品溶液的制备： 取西贝母碱对照品适量，精密称定，加三氯甲烷制成每1ml含_______mg的溶液，即得。 3. 供试品溶液的制备： 取本品粉末(过三号筛)约______g，精密称定，置具塞锥形瓶中，加浓氨试液3ml，浸润1小时。加三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液40ml，置80℃水浴加热回流2小时，放冷，滤过，滤液置50ml量瓶中，用适量三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液洗涤药渣2～3次，洗液并入同一量瓶中，加三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液至刻度，摇匀,即得。 4.标准曲线的制备： 精密量取对照品溶液0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.6ml、1.0ml，置25ml具塞试管中，分别补加三氯甲烷至10.0ml，精密加水5ml、再精密加0.05％溴甲酚绿缓冲液(取溴甲酚绿0.05g，用0.2mol／L氢氧化钠溶液6ml使溶解，加磷酸二氢钾1g，加水使溶解并稀释至100ml，即得)2ml，密塞，剧烈振摇，转移至分液漏斗中，放置30分钟。取三氯甲烷液，用干燥滤纸滤过，取续滤液，以相应的试剂为空白。 5.测定法： 照紫外-可见分光光度法(附录ⅤA），在nm波长处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。依法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中含西贝母碱的重量，计算，即得。 6.结果与计算 6.1 标准曲线制备：
对照品批号 纯 度 S 对照品来源 干燥条件 对照品称重W 对(mg) 各浓度点稀释倍数f 对 溶液浓度C 对(ug/ml) 吸光度A 对 线性回归方程 A=( )C ＋/-（ ） r ＝（ ） 计算公式： W S C f ?= 对对对 C 对= 6.2 样品测定： 水分Q 取样量W 样（g ） 样品稀释倍数f 样 样品吸光度A 样 样品平均吸光度A 样 浓度C(ug/ml) 含量X （%） 平均含量X （%） 计算公式：() %100Q 110W f C X 6 ?-???= 样样 样 X 1= X 2= 7.本品按干燥品计算，含总生物碱以西贝母碱(C 27H 43NO 3)计，不得少于0.050％。 结果: 规定 检验人： 检验日期： 复核人： 复核日期:
第十一章紫外－可见分光光度法 思考题和习题 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。 2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？ 物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。 由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。 3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？ 电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。 分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。 紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。 4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？ 朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。 Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。 浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素 （1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定 （2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长 （3）光学因素： 非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选max的光作为入射光 杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定 散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。 非平行光的影响：减免：双波长法 （4）透光率测量误差：减免：当±0.002<ΔT< ±0.01时，使0.2 紫外-可见分光光度法 紫外-可见分光光度法是在190～800nm波长范围内测定物质的吸收度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax和最小吸收波长λmim。物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。因此，可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。 仪器的校正和检定 1.波长由于环境因素对机械部分的影响，仪器的波长经常会略有变动，因此除应定期对所用的仪器进行全面校正检定外，还应于测定前校正测定波长。常用汞灯中的较强谱线237.83nm、253.65nm、275.28nm、296.73nm、313.16nm、334.15nm、365.02nm、404.66nm、435.83nm、546.07nm与576.96nm，或用仪器中氘灯的486.02nm与656.10nm谱线进行校正，钬玻璃在波长279.4nm、287.5nm、333.7nm、360.9nm、418.5nm、460.0nm、484.5nm、536.2nm与637.5nm处有尖锐吸收峰，也可作波长校正用，但因来源不同或随着时间的推移会有微小的变化，使用时应注意；近年来，尝试由高氯酸狄溶液校正双光束仪器，以10%高氯酸溶液为溶剂，配置含氧化狄（Ho2O3）4%的溶液，该溶液的吸收峰波长为241.13nm,278.10nm,287.18nm,333.44nm,345.47nm,361.31nm,416.28nm,451.30nm, 485.29nm,536.64nm和640.52nm。 仪器波长的允许误差为：紫外光区±1nm,500nm附近±2nm 2.吸光度的准确度可用重铬酸钾的硫酸溶液检定。取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾约60mg，精密称定，用0.005mol/L硫酸溶液溶解并稀释至1000ml，在规定的波长处测定并计算其吸收系数，并与规定的吸收系数比较， 分光光度法测定矿泉水中的铅含量 摘要 本论文是应用分光光度法测定矿泉水中的铅含量。以二甲酚橙作为显色剂，柠檬酸三铵和硫脲为掩蔽剂，在pH值为6的醋酸-醋酸钠缓冲液中，铅离子与显色剂生成红色的络合物，在575nm处有最大吸收波长。在室温下，显色时间为30min，铅离子的浓度在0～4.0μg·mL-1范围内符合朗伯-比尔定律，铅离子的线性回归直线方程为：A=0.0757C+0.0017(C为铅离子浓度，单位为μg·mL-1),相关系数γ=0.9998，摩尔吸光系数ε=1.59×4 10L·cm-1·mol-1。实验对15种离子进行干扰考察，发现在测定允许范围内有7种离子对测定结果存在较大干扰，分别是Co2+，Cu2+，Al3+，Fe3+，Cd2+，Sb3+，Ni2+。加入硫脲和柠檬酸三铵作为掩蔽剂，可以消除Co2+，Cu2+，Al3+，Fe3+，Cd2+，Sb3+，Ni2+的干扰，其他离子对矿泉水中的铅离子测定都在允许值的范围内。 本实验表明用分光光度法测定矿泉水中的铅含量的操作简单，时间短，不需要萃取分离，试剂用量少，加标回收率为98.3%～100%，相对标准偏差小于5%，准确度和灵敏度较高。此方法也可以用于其他样品中的铅离子测定。 关键词：分光光度法，二甲酚橙，铅，矿泉水 Abstract A method for determining in lead content in mineral water with spectrophotometry is proposed in this paper. Xylenol orange is selected as the chromomeric reagent,in a acidic solution of pH6,Pb(Ⅱ) reach with the above mentioned to form red complexes with the wavelength of maximum absorption at 575nm.In the room temperature ,color develop in the range of 0～4.0μg·mL-1for lead ,it conforms lambert be er’s law. Curve linear regression equation is: A=0.0757C+0.0017(C：μg·mL-1),correlation coefficient is: γ=0.9996,molar absorption coefficient is： =1.59×104 L·cm-1·mol-1.15 kind of ions are interference studied in the experiment. Within the allowable range of 7 kind of ions on the determination there is a big disturbance that in proper order are Co2+,Cu2+,Al3+,Fe3+,Cd2+,Sb3+,Ni2+. Adding thiourea and ammonium citrate a masking agent to eliminate the interference of Co2+,Cu2+,Al3+,Fe3+,Cd2+,Sb3+,Ni2+.The experiment shows that by spectrophotometer to measure the lead simple operation, mineral real reagent consumption, recovery rate is 98.3% ～100%.Satongfen relative standard deviation is less than 5%, high accuracy and sensitivity. This method can also be used for other samples of the determination of lead ions. Keyword:spectrophotometry，Xylenol orange，lead，mineral water. 一、选择题（18分） 1.在紫外-可见分光光度计中,强度大且光谱区域广的光源是：( ) A、钨灯 B、氢灯 C、氙灯 D、汞灯 2.紫外-可见吸收光谱曲线呈高斯分布的是：( ) A、多普勒变宽 B、自吸现象 C、分子吸收特征 D、原子吸收特征 3.某化合物的浓度为1.0×10-5mol/L,在l max=380nm时,有透射比为50%,用1.0cm吸收池,则在该波长处的摩尔吸收系数e /[L/(mol×cm)]为 ( ) max A、5.0×104 B、2.5×104 C、1.5×104 D、3.0×104 5.按一般光度法用空白溶液作参比溶液，测得某试液的透射比为10%，如果更改参比溶液，用一般分光光度法测得透射比为20%的标准溶液作参比溶液，则试液的透光率应等于： ( ) A、8% B、40% C、50% D、80% 6.在310nm时,如果溶液的百分透射比是90%,在这一波长时的吸收值是：( ) A、1 B、0.1 C、0.9 D、0.05 7.化合物中CH3--Cl在172nm有吸收带,而CH3--I的吸收带在258nm处,CH3--Br的吸收带在204nm,三种化合物的吸收带对应的跃迁类型 是 ( ) A、s→s* B、np* C、n→s* D、各不相同→ 若此二种物质的某溶液在l1时在1.00cm吸收池中测得A＝0.754，在l2时于10.0cm吸收池中测得A＝0.240，问B的浓度是多少？（） A、0.64×10-5mol/L B、0.80×10-5 mol/L C、0.64×10-4mol/L D、 0.80×10-4mol/L 9.双波长分光光度计和单波长分光光度计的主要区别是（） A、光源的个数 B、单色器的个数 C、吸收池的个数 D、单色器和吸收池的个数 10.对某特定的仪器，其透射比的标准偏差为0.006，当测得溶液的吸光度A＝0.334时，则浓度的相对标准偏差是（） A、+0.6% B、+1.7% C、+3.5% D、+7.6% 11.比较下列化合物的UV－VIS光谱λmax大小（） 双波长分光光度法的基本原理及应用 应用分光光度法对共存组分进行不分离定量测定时，通常采用的方法有双波长法，三波长法，导数光谱法、差谱分析法及多组分分析法等方法，其快速，简便的优点使这些方法在实用分析中得到越来越广泛的应用。其中以双波长法的应用为最多，该法的准确度和精密度要高于其它方法，是对共存组分不分离定量测定的有效方法之一。 实用中的双波长法主要采用等吸收波长法和系数倍增法两种分析方法，下面就其基本原理和应用作以介绍： 一、等吸收波长法 1、基本原理 图1是同一组分三个不同浓度供试液的吸收光谱图，经典分光光度法的定量测定通常是在被测组分的最大吸收波长处进行测定，根据兰伯一比耳定律，其吸光度值与被测组分的浓度C成正比，即： 依（3）式测定被测组分a，则可完全消除b组分的干扰，达到共存组分不分离进行定量测定的目的。 2、影响因素 （1）测定波长和组合波长的选择应使被测组分的△A值尽可能大，以增加测定的灵敏度和精确度。 （2）测定波长和组合波长应尽可能选择在光谱曲线斜率变化较小的波长处，以减小波长变化对测定结果的影响。 （3）干扰组分等吸收波长（组合波长）的选择必须精确，只有其△A值等于零时才能完全消除干扰，否则会引入测定误差。为此，在实用分析中，都是先配制一个干扰组分b的供试液，在仪器上准确找出等吸收波长，然后再对样品进行测定。 3 应用实例 等吸收波长法的一个典型应用实例为收载于《中华人民共和国药典》中的抗菌消炎药复方磺胺甲噁唑片的含量测定。复方磺胺甲噁唑片中含有磺胺甲噁唑（SMZ）和甲氧苄（TMP）两个成分，其吸收光谱见图3。 当测定SMZ时，选择其最大吸收波长257nm为测定波长，可以在干扰组分TMP的光谱曲线上304nm附近找到等吸收波长为组合波长消除其干扰；当测定TMP时，选择239nm为测定波长，可以在干扰组分SMZ的光谱曲线上295nm附近找到等吸收波长为组合波长消除其干扰，分别对SMZ和TMP进行含量测定。 二、系数倍增法 1 基本原理 第十章分光光度法 一、单项选择题 1、在分光光度法测定中，如其他试剂对测定无干扰时，一般常选用最大吸收波长λmax作为测定波长，这是由于: A.灵敏度最高； B.选择性最好； C.精密度最高； D.操作最方便 答（） 2、用分光光度法测亚铁离子，采用的显色剂是: A.NH4SCN; B.二甲酚橙； C.邻二氮菲； D.磺基水杨酸 答（） 4、在光度测定中，使用参比溶液的作用是: A.调节仪器透光度的零点； B.吸收入射光中测定所需要的光波; C.调节入射光的光强度； D.消除溶液和试剂等非测定物质对入射光吸收的影响 答（） 5、微量镍比色测定的标准曲线如下图所示。将1.0g钢样溶解成100mL试液，取此液再稀释10倍。在同样条件下显色后测得吸光度为0. 30,则钢样中镍含量为: A.0.05%; B.0.1%; C.0.5%; D.1% 答（） 6、以浓度为2.0?10-4mol?L-1某标准有色物质溶液做参比溶液调节光度计的A=0。再用标准曲线示差分光光度法测得某有色物质溶液的浓度为4.0?10-4mol?L-1。则有色物质溶液的浓度(单位:mol?L-1)为: A.4.0?10-4; B.5.0?10-4; C.6.0?10-4; D.3.0?10-4 答（） 7、光度测定中使用复合光时，曲线发生偏离，其原因是: A.光强太弱； B.光强太强； C.有色物质对各光波的ε相近； D.有色物质对各光波的ε值相差较大 答（） 8、目视比色法中，常用的标准系列法是比较: A.入射光的强度； B.透过溶液后的光强度； C.透过溶液后的吸收光强度； D.一定厚度溶液的颜色深浅 答（） 9、某有色溶液浓度为c时，透光度为T0。将其浓度稀释为原来的1 时，其吸光度为: 2 第二章 紫外－可见分光光度法 一、选择题 1 物质的紫外 – 可见吸收光谱的产生是由于 (B ) A. 原子核内层电子的跃迁 B. 原子核外层电子的跃迁 C. 分子的振动 D. 分子的转动 2 紫外–可见吸收光谱主要决定于 (C ) A.原子核外层电子能级间的跃迁 B. 分子的振动、转动能级的跃迁 C. 分子的电子结构 D. 原子的电子结构 3 分子运动包括有电子相对原子核的运动（E 电子）、核间相对位移的振动（E 振动）和转 动（E 转动）这三种运动的能量大小顺序为 （A ） A. E 电子>E 振动>E 转动 B. E 电子>E 转动>E 振动 C. E 转动>E 电子>E 振动 D. E 振动>E 转动>E 电子 4 符合朗伯-比尔定律的一有色溶液，当有色物质的浓度增加时，最大吸收波长和吸光度分别是 (C ) A. 增加、不变 B. 减少、不变 C. 不变、增加 D. 不变、减少 5 吸光度与透射比的关系是 (B ) A. T A 1= B. T A 1lg = C. A = lg T D. A T 1lg = 6 一有色溶液符合比尔定律，当浓度为c 时，透射比为T 0，若浓度增大一倍时，透光率的对数为 (D ) A. 2T O B. 021T C. 0lg 2 1T D. 2lg T 0 7 相同质量的Fe 3+和Cd 2+ 各用一种显色剂在相同体积溶液中显色，用分光光度法测定，前者用2cm 比色皿，后者用1cm 比色皿，测得的吸光度值相同，则两者配合物的摩尔吸光系数为 (C ) 已知：A r(Fe) = ，A r(Cd) = A. Cd Fe 2εε≈ B. e d F C 2εε≈ 第十一章紫外－-可见分光光度法 思考题和习题 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。 2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？ 物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。 由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。 3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？ 电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。 分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。 紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。 4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？ 朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。 Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。 浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素 （1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定 （2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长 （3）光学因素： 非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选 max的光作为入射光 杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定 散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。 非平行光的影响：减免：双波长法 （4）透光率测量误差：减免：当±0.002<ΔT< ±0.01时，使0.2 紫外可见分光光度法基本原理 紫外可见分光光度法基本原理透射比和吸光度当一束平行光通过均匀的溶液介质时光的一部分被吸收一部分被器皿反射。设入射光强度为I0吸收光强度为Ia 透射光强度为It反射光强度为Ir则在进行吸收光谱分析中被测溶液和参比溶液是分别放在同样材料及厚度的两个吸收池中让强度同为I0的单色光分别通过两个吸收池用参比池调节仪器的零吸收点再测量被测量溶液的透射光强度所以反射光的影响可以从参比溶液中消除则上式可简写为透射光强度It与入射光强度I0之比称为透射比亦称透射率用T表示则有: 溶液的T越大表明它对光的吸收越弱反之T 越小表明它对光的吸收越强。为了更明确地表明溶液的吸光强弱与表达物理量的相应关系常用吸光度A表示物质对光的吸收程度其定义为: 则A值越大表明物质对光吸收越强。T及A都是表示物质对光吸收程度的一种量度透射比常以百分率表示称为百分透射比T吸光度A为一个无因次的量两者可通过上式互相换算。朗伯-比耳定律朗伯-比耳定律Lambert-Beer是光吸收的基本定律俗称光吸收定律是分光光度法定量分析的依据和基础。当入射光波长一定时溶液的吸光度A是吸光物质的浓度C及吸收介质厚度l吸收光程的函数。朗伯和比耳分别于1760年和1852年研究了这三者的定量关系。朗伯的结论是当用适当波长的单色光照射一固定浓度的均匀溶液时A与l成正比其数学式为: A kl 此即称为朗伯定律k为比例系数而比耳的结论是当用适当波长的单色光照射一固定液层厚度的均匀溶液时A与C成正比其数学表达式为: 此即称为比耳定律k称为比例系数合并上述k的数值取决于吸光物质的特性外其单位及数值还与C和l所采用的单位有关。l通常采用cm为单位并用b表示。所以k的单位取决C采用的单位。当C采用重量单位g/L时吸收定律表达为: a称为吸光系数单位为当C采用摩尔浓度mol/L时吸收定律表达为: ε称摩尔吸光系数单位为有时在化合物的组成不明的情况下物质的摩尔质量不知道 职业卫生分光光度法数据收集 姓名：联系电话：单位名称： 标准编号标准名称方法线性方程（=ax+b）试剂空白吸光度值 GBZ/T300.3-2017 第3部分：钡及其化合物二溴对甲基偶氮甲磺分光光 度法 GBZ/T300.4-2017 第4部分：铍及其化合物桑色素荧光光谱法 GBZ/T300.7-2017 第7部分：钙及其化合物氨基亚铁氰化钠分光光度法 GBZ/T300.9-2017 第9部分：铬及其化合物六价铬的溶液吸收-二苯碳酰 二肼分光光度法 三价铬和六价铬的分别测定 GBZ/T300.15-2017 第15部分：铅及其化合物双硫腙分光光度法 GBZ/T300.17-2017 第17部分：锰及其化合物高碘酸钾分光光度法 GBZ/T300.18-2017 第18部分：汞及其化合物双硫腙分光光度法 GBZ/T300.19-2017 第19部分：钼及其化合物硫氰酸盐分光光度法 GBZ/T300.24-2017 第24部分：钽及其化合物碘绿分光光度法 GBZ/T300.26-2017 第26部分：锡及其无机化 合物 栎精分光光度法 GBZ/T300.27-2017 第27部分：二月桂酸二丁 基锡、三甲基氯化锡和三乙 基氯化锡二月桂酸二丁基锡-双硫腙分光光度法 GBZ/T300.28-2017 第28部分：钨及其化 合物 硫氰酸钾分光光度法 GBZ/T300.29-2017 第29部分：钒及其化合物N-肉桂酰-邻甲苯羟胺分光光 度法 GBZ/T300.31-2017 第31部分：锌及其化合物双硫腙分光光度法 GBZ/T300.32-2017 第32部分：锆及其化合物二甲酚橙分光光度法 GBZ/T300.35-2017 第35部分：三氟化硼苯羟乙酸分光光度法 GBZ/T300.38-2017 第38部分：二硫化碳二乙胺分光光度法 GBZ/T300.43-2017 第43部分：叠氮酸和叠氮 化钠 三氯化铁分光光度法 GBZ/T300.45-2017 第45部分：五氧化二磷和 五硫化二磷钼酸铵分光光度法 五硫化二磷的溶液吸收-对氨基二甲基苯胺分光光度法 GBZ/T300.46-2017 第46部分：三氯化磷和三 氯硫磷三氯化磷的溶液吸收-钼酸铵分光光度法 三氯硫磷的溶液吸收-对氨基二甲基苯胺分光光度法 GBZ/T300.47-2017 第47部分：砷及其无机化 合物二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法 GBZ/T300.48-2017 第48部分：臭氧和过氧化 氢丁子香酚分光光度法硫酸氧钛分光光度法 GBZ/T300.52-2017 第52部分氯化亚砜硫氰酸汞分光光度法 GBZ/T300.53-2017 第53部分：硒及其化合物二氨基萘荧光分光光度法GBZ/T300.88-2017 第88部分：氯乙醇和1,3- 二氯丙醇 变色酸分光光度法 GBZ/T300.99-2017 第99部分：甲醛、乙醛和甲醛的溶液吸收-酚试剂分光 紫外-可见分光光度法 1简述 紫外-可见分光光度法是在190-80Onm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。 定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。 物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm）或可见光区（400~850nm）产生吸收。通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为 190~900nm。 紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。朗伯-比尔（Lambert-Beer） 定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为： 1 A=log =ECL 式中A为吸光度； T为透光率； E为吸收系数； C为溶液浓度； L为光路长度。 如溶液的浓度（C）为1%（g/ml），光路长度（L）%lcm，相应的吸光度即为吸收系数以E；Cm表示。如溶液的浓度（C）为摩尔浓度（mol/L），光路长度为lcm 时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以表示。 2仪器 紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系 统和数据处理系统等部分组成。 为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。 单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~400nm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。光栅系将反射或透射光经衍射而达到色散作用，故常称为衍射光栅，光栅光谱是按波长作线性排列，故为匀排光谱，双光束仪器多用光栅为色散元件。 检测器有光电管和光电倍增管二种。 紫外-可见分光光度计依据其结构和测量操作方式的不同可分为单光束和双光束分光光 度计二类。单光束分光光度计有些仍为手工操作，即固定在某一波长，分别测量比较空白、样品或参比的透光率或吸收度，操作比较费时，用于绘制吸收光谱图时很不方便，但适用于单波长的含量测定。双光束分光光度计藉扇形镜交替切换光路使分成样品（S）和参比（R）两光束，并先后到达检测器，检测器信号经调制分离成两光路对应信号，信号的比值可直接用记录仪记录，双光束分光光度计操作简单，测量快速，自动化程度高，但作含量测定时，为求准确起见，仍宜用固定波长测量方式。 3 紫外-可见分光光度计的检定 3.1 波长准确度 3.1.1 波长准确度的允差范围紫外-可见分光光度计波长准确度允许误差，紫外区为 ±1.0nm，500nm处吃.0nm，700nm处±4.8nm。 3.1.2 波长准确度检定方法 3.1.2.1 用低压汞灯检定关闭仪器光源，将汞灯（用笔式汞灯最方便）直接对准进光狭缝，如为双光束仪器，用单光束能量测定方式，采用波长扫描方式，扫描速度慢”（如 I5nm/min ）、响应快”、最小狭缝宽度（如0.1 nm）、量程0~100%，在200~800nm范围内单方向重复扫描3次，由仪器识别记录各峰值（若仪器无峰检测” 功能，必要时可对指定波长进行“单峰”扫描）。 单光束仪器以751G型为例，可将选择开关放在X）.1位置，透光率读数放在100 （或选择开关放在X，透光率放在10）,关小狭缝，打开光闸门，缓缓转动波长盘，寻找汞灯546.07nm峰出现的位置，若与波长读数不符，应调节仪器左侧准直镜的波长调整螺丝，如 分光光度法测定自来水中的镁 摘要 本实验是应用分光光度法测定自来水中镁含量。在pH值为10的氨水-氯化铵碱性缓冲液中，以MTB（甲基百里香酚蓝）作为显色剂，镁与MTB生成稳定的蓝紫色络合物，其吸光度与镁含量在一定浓度范围内成正比。在室温条件下，用721B型分光光度计，在602nm波长处、4mLpH值为10的氨水-氯化铵碱性缓冲液、3mL的MTB(0.3784μg/mL)溶液、显色时间8分钟测定吸光度，络合物的吸光度达到最大值并且相对稳定。实验结果表明：镁浓度在1.00~5.00ug·mL-1呈良好的线性关系得到标准曲线的线性回归方程为y=0.0632x+0.1626（x：镁含量，y：吸光度），相关系数为0．9995，摩尔吸光系数为1.79×104L/mol·cm，实验对16种干扰离子进行了考察，发现标准偏差在 5%范围外的有钙、锌2种离子对镁测定结果存在较大干扰，加入EGTA（乙二醇二乙醚二胺四乙酸）和六次甲基四胺为掩蔽剂，可以分别消除钙离子和锌离子的干扰。最后试验测得自来水中镁离子含量为28.25g/L,平均回收为99.63%，镁离子测定比较准确。 关键词：分光光度法，镁，MTB，自来水,EGTA，六次甲基四胺 SPECTROPHOTOMETRIC METHOD FOR DETERMINATION OF WATER MAGNESIUM Abstract a method for determining in magnesium content in water with spectrophotometry is proposed in this paper. MTB is selected as the chromomeric reagent. Magnesium and MTB generate amaranth complex. In the medium(pH=10) of Ammonium Hydroxide–ammonium chloride acetate, magnesium combined with MTB to form a stable quaternion – mixed micelles system with the existence of polyethylene glycol The absorbency was direct proportion to the content of magnesium in a certain range of concentration. It has been determined the wavelength of maximum absorption is 602nm. At room temperature, with 721 type spectrophotometer to measure spectrophotometry, through the experiment determination of the stability and reproducibility worse after the test, 5×10-4 μg mL-1 the MTB in solution 3 mL sensitive, and measure the highest when at room temperature, show color time after 8 minutes, in the pH value of 10 Ammonium Hydroxide–ammonium chloride alkaline solution in the complex, the absorbency and reach a maximum relatively stable. The experimental results show that: magnesium concentration in 1.00 ~5.00ug/mL is good linear relationship between the get standard curve of the linear regression equation is Y=0.0632X+0.1626, correlation coefficient is 0.9915, the molar absorption coefficient is 7.1 ×4 10L / mol·cm, molar absorption coefficient is 7.1 ×4 10L/mol·cm, experiments on 16 ion of jamming in the determination, the author finds that there were seven allowed for magnesium determination result in bigger interference, join EGTA and methenamine as masking agent can remove interference, other ion to the magnesium ion determination are in the allowable value range.Magnesium ions in the final tests measured water content of紫外-可见分光光度法
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