第六章可见紫外分光光度法

K—— A 吸光系数 abs。orptivity
LC
此公式一般适合于稀溶液，也可用于气体或固体。
在具体应用时，被测溶液浓度可用mol/L或百分浓度来 表示。
用mol/L来表示时，用L为1cm比色池，相应的吸光系 数称为摩尔吸光系数（molar absorptivity）用符号ε表示
用光电倍增管作检测器，需要将检测器信号放大以后 用记录器记录下来，不同型号分光光度计记录装置不同， 目前许多由微处理机控制的紫外可见分光光度计，可自动 调零，自动筛选波长，自动设置参数、扫描与计算均自动 完成，大大减少了人为误差。
三、分光光度法的基本定律
（一）光吸收定律
用分光光度法进行定量分析是以朗伯－比尔定律 (Lambert－Beer’s Law)为依据的，它是描述各种类型的 电磁辐射被介质吸收规律的基本定律，简称比尔定律。定 律具体内容是：当一束平行的单色光（I0）射入具有平行 平面的吸光介质（溶液）时，一部分（I）透过介质（溶 液），一部分光被介质（溶液）所吸收。光的强度随介质 的厚度及吸光物质的浓度的递增而依指数规律递减。
1/cm。
（二）光的微粒性——普朗克公式 光作为辐射能又具有微粒性的特征。所谓微粒性，即指光是由光
量子（或光子）的一种粒子组成。光辐射的能量是一份一份的。单个 光量子的能量与波长的关系可用普朗克（plank）公式表示
E＝hv＝h c ＝hc 1
式中：E——能量； h——普朗克常量
从公式可见，光量子的波长与其能量成反比，波长愈长，能量愈小。
（一）光源
在可见紫外分光光度计上常用的光源是钨丝 灯和氢弧灯(或氘灯)
可见光区用钨丝白炽灯，其波长在320－ 2500nm之间。
紫外光区用氢弧灯或氘灯，其波长在180－ 375nm。
用氢灯或氘灯作为光源，灯管上必须装有石 英窗（因玻璃对紫外光有吸收）。
（二）单色器
单色器是指能将不同波长的入射光分散为单色光的装 置，主要由透镜（聚焦作用）、输入输出狭缝（阻挡不需 要的光）和散射装置（把白色光散成不同波长的光，是一 种分辨器）组成。散射器是单色器的核心，由棱镜或衍射 光栅组成。玻璃棱镜只能用于可见光区；石英棱镜或反射 光栅可用于紫外、可见及近红外光区。
棱镜的色散原理：不同波长的光在玻璃或石英中的折 射率不同，波长短的光折射率大，波长长的光折射率小， 当平行的混合光经过棱镜后，就会使不同波长的光按次序 偏折分开，而成光谱。其光波由紫外线到长波方向越来越 密。
光栅的色散原理：光栅是在石英或玻璃表面上刻划 许多等距离的平行线，大约每2.45cm刻15000－30000条 线。刻线处不透光，光只能在两条刻线中间的平面处透过 去。这些平面形成极微小的缝，光透过小缝时即产生绕射 现象。较长的光波偏折的角度大，较短的光波偏折角度小。
比尔定律基本公式如下：
T I I0
A logT log 1 KCL T
式中：A——吸光度（absorbence） T——透光度（transmittance）或称透射率； I0——入射光强度； I——透过强度； L——光程长度即样品溶液的厚度（通常为吸收池的 厚度）； C——样品溶液的浓度；
（四）检测器
检测器的功能是检测光信号并将其转变为电信号。
检测器主要部件为光电池或光电倍增管等。
光电倍增管是当前应用最多的一种检测器，它的作用 是利用二次电子发射以放大光电流，放大倍数可达108倍。 对检测器的要求是灵敏度高、对辐射响应时间短、对辐射 能量响应的线性关系良好、噪音小、性能稳定等。
（五）测量信号指示系统
吸收光谱是由物质吸收光能而产生。光具有波粒二重性，它既是 电磁波又是辐射能。
（一）光的波动性
光作为电磁波，具有波动性的特征，可用波长（λ）、频率（v） 及波数（σ）来表示。三者的关系可用以下表示。
＝ c v
v c——光速 v——频率 σ——波数，为每厘米长度中波的数目，即波长的倒数，单位为
从棱镜或光栅射出的光经旋转反射镜就可依次射出狭 缝，经聚焦后达到吸收池。
现代高级分光光度计往往采用双单色器，即包含两个 光栅或两个棱镜，或一个棱镜一个光栅，这样可以减少杂 散光，提高仪器的分辨能力。
（三）吸收池
吸收池是用以盛装样品溶液进行测定的容器。
可见光区用玻璃吸收池；紫外区需用石英吸收池。
池厚（内径）有0.5，1，2cm等几种，一般使用1cm 的，吸收池的光洁度对测定影响很大，透明光学面不得用 手指拿，不得用毛刷等硬物擦洗，通常用擦镜纸擦洗。测 定时如遇挥发性液体或气体，需盖上池盖，以免溶液挥发 影响测定浓度或产生气体损害仪器部件。
（三）可见紫外、红外光区的划分 根据电磁波具有波粒二重性的特点，可把自然界存在的各种电磁
波按波长顺序排列成谱，称为电磁波谱，如表6－1所示。
可将电磁波波长划分为若干波段区域，如X射线区、远 紫外区、可见光区和红外光区等，从表6－1可以看出各区 的波长一次上升，而其能量则依次下降，各波段能量不同， 引起物质运动的形式亦不同。物质吸收紫外光和可见光则 引起分子中价电子的跃迁；物质吸收红外光则引起分子振 动，因此可见紫外光谱又称为电子光谱，红外光谱又称为 分子振动光谱。
第六章 可见紫外分光光度法
❖ 一、分光光度法的基本概念 ❖ 二、可见紫外分光光度计 ❖ 三、分光光度法的基本定律 ❖ 四、分子结构与电子光谱 ❖ 五、定 量 分 析 ❖ 六、在农药分析中的应用
一、分光光度法的基本概念
分光光度法是根据物质对光具有选择性的吸收特征而建立起来的 一种分析方法，通常又称吸收光谱法。吸收光谱是可见光谱、紫外光 谱和红外光谱的统称。
本章讨论可见及紫外分光光度法，由于可见紫外吸收 光谱是由电子跃迁产生的，因此波长为100－800nm的光 线才有足够的能量引起电子跃迁。在这个范围内又可分为 三个区域，100－200nm为远紫外区；200－400nm为近 紫外区；400－800nm为可见光区域。
二、可见紫外分光光度计
分光光度法使用的仪器是分光光度计。分光光度 计的种类很多，其仪器结构的主要部件都是由光源、 分光系统（单色器）、吸收池、检测器和记录仪所组 成。见图6－1。