可见紫外外分光光度法详解
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紫外-可见分光光度法简介紫外-可见分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry, UV-VIS),它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用,对物质进行定性分析、定量分析及结构分析, 所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。
按所吸收光的波长区域不同,分为紫外分光光度法和可见分光光度法,合称为紫外-可见分光光度法。
紫外--可见分光光度法:是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度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程度的测量。
吸收光谱描述物质分子对辐射吸收的程度随波长而变的函数关系曲线,称为吸收光谱或吸收曲线。
紫外-可见吸收光谱通常由一个或几个宽吸收谱带组成。
最大吸收波长(λmax)表示物质对辐射的特征吸收或选择吸收,它与分子中外层电子或价电子的结构(或成键、非键和反键电子)有关。
朗伯-比尔定律是分光光度法和比色法的基础。
这个定律表示:当一束具有I0强度的单色辐射照射到吸收层厚度为b,浓度为c的吸光物质时,辐射能的吸收依赖于该物质的浓度与吸收层的厚度。
其数学表达式为:式中的A 叫做吸光度;I0为入射辐射强度;I为透过吸收层的辐射强度;(I/I0)称紫藤为透射率T;ε是一个常数,叫做摩尔吸光系数,ε值愈大,分光光度法测定的灵敏度愈高。
紫外-可见分光光度计有稳定的、有足够输出功率的、能提供仪器使用波段的连续光谱,如钨灯、卤钨灯(波长范围350~2500纳米),氘灯或氢灯(180~460纳米),或可调谐染料激光光源等。
②单色器[1]。
它由入射、出射狭缝、透镜系统和色散元件(棱镜或光栅)组成,是用以产生高纯度单色光束的装置,其功能包括将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束。
第十三章 可见和紫外分光光度法分光光度法(spectrophotometry)是一种现代仪器分析方法,它是利用物质的吸收光谱和光的吸收定律对物质进行定性或定量分析的。
根据所用光源波长的不同,分光光度法又可分为:光源波长在380 nm ~ 780 nm 为可见分光光度法;10 nm ~ 380 nm 为紫外分光光度法(常用波长为200 nm ~ 380 nm);780 nm ~ 3⨯105 nm 为红外分光光度法。
可见-紫外分光光度法通过测定物质对特定波长光的吸收,求出物质的含量或对物质进行定性。
它的优点是选择性好,灵敏度高,一般物质可测到10-3 mol •L -1~10-6 mol •L -1;相对误差虽比滴定分析大,但对微量分析而言,绝对误差极小,符合分析准确度好的要求;仪器设备简单,操作便捷,应用广泛,在化工、环保、医药、卫生、生物等领域中常用来分析物质的组成和结构、测定化合物的含量及研究生化过程等。
本章主要学习可见-紫外分光光度法基本原理和方法。
第一节 分光光度法基本原理——吸收光谱和朗伯-比耳定律一、吸收光谱的产生与吸收曲线(一)原子光谱和分子光谱当原子中的电子吸收或释放一定能量后将从一个能级(E 1)轨道跃迁到另一个能级(E 2)轨道上,吸收或释放的能量可以是具有一定波长的光。
产生的光波波长λ 与跃迁前后两个能级的能量差有关21chc hc hc h E E E λνν====∆- 式中h 为普朗克常量;c 为光速;ν 为频率。
不同能级间电子的跃迁产生的能量差不同,因此吸收或发射的光的波长也就不同,这便形成了相应的原子的吸收或发射光谱。
它们都是不连续的线状光谱。
不同元素的原子其电子结构不同,能级结构不同,因而有其特征的光谱线。
利用此类性质的分析法称为原子光谱法。
分子是由多个原子结合而成,分子及其内部粒子存在着三种与光的吸收或发射有关的运动形式:价电子在分子轨道上的运动;原子或原子团相对于连接它们的化学键的振动和分子绕着其重心转动。
紫外-可见分光光度法是在190~800nm波长范围内测定物质的吸光度,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λmin。
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。