第七章紫外可见分光光度法
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紫外-可见分光光度法测定1. 引言1.1 引言紫外-可见分光光度法是一种常用的分析化学方法,通常用于测定物质的浓度或测定物质的吸光度。
该方法利用紫外-可见光谱仪测量样品对紫外和可见光的吸收情况,从而推断样品中所含物质的浓度或结构。
在化学分析实验中,紫外-可见分光光度法具有灵敏度高、准确性高和简便易行的优点,因此被广泛应用于药物分析、环境监测、食品检测等领域。
本实验旨在通过该方法测定样品中目标物质的浓度,并探讨影响测定结果的因素。
通过对仪器原理、操作步骤、实验结果、数据分析和影响因素的详细讨论,我们将深入了解紫外-可见分光光度法的原理和应用,并为今后在相关领域的研究提供参考和借鉴。
希望本实验能够为我们提供更多关于分光光度法的实际操作经验,提升我们的实验技能和分析能力。
1.2 背景介绍紫外-可见分光光度法是一种广泛应用于化学分析领域的分析方法,通过测定物质在紫外-可见光区域的吸收特性,从而确定物质的浓度或者进行定性分析。
紫外-可见分光光度法具有操作简单、灵敏度高、选择性强的特点,被广泛应用于环境监测、食品安全检测、药品质量控制等领域。
随着科学技术的不断发展,紫外-可见分光光度法在实验室分析中扮演着越来越重要的角色。
通过测定物质在特定波长范围内的光吸收情况,我们可以获得关于物质性质的重要信息,如浓度、溶解度、稳定性等。
掌握紫外-可见分光光度法的原理和操作方法,对于提高实验准确性和效率具有重要意义。
在本文中,我们将介绍紫外-可见分光光度法的仪器原理、操作步骤、实验结果、数据分析和影响因素,希望能够为读者提供一份系统全面的紫外-可见分光光度法测定指南。
通过总结和展望,我们也希望能够进一步探讨该方法在化学分析领域的应用前景。
1.3 研究目的紫外-可见分光光度法是一种常用的分析化学技术,可以用于测定物质的吸光度,从而推断物质的浓度。
本实验的研究目的主要分为以下几点:1. 研究紫外-可见分光光度法在测定物质浓度方面的应用。
紫外-可见分光光度法1 简述紫外-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: A=logT1=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 )为lcm ,相应的吸光度即为吸收系数以%11cm E 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ε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200~40Onm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。
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。
第七章分光光度法【基本要求】1.1 掌握分光光度法基本原理—Lambert-Beer定律,能熟练运用Lambert-Beer 公式进行有关计算。
1.1 掌握吸光度、透光率、吸光系数、摩尔吸光系数的概念。
1.2 明确溶液颜色与光吸收的关系。
1.3 了解物质对光的选择性吸收及吸收光谱。
1.4 了解分光光度计的基本构造;提高测量灵敏度和准确度的方法。
1.5 了解紫外分光光度法进行物质定性分析和定量测定的基本原理。
【重点难点】2.1 重点分光光度法原理-Lambert-Beer定律。
紫外分光光度计的使用2.2 难点提高测量灵敏度和准确度的方法。
【讲授学时】4学时4.1 第一节概述一、比色分析法比色分析法:利用比较溶液颜色深浅的方法来确定溶液中有色物质的含量。
有色物质溶液颜色越深,浓度越大;颜色越浅,浓度越小。
二、比色分析法测定步骤①选择适当显色剂,使被测组分转变成有色物质,称为显色阶段。
测定无色溶液时要进行显色阶段。
②选择最佳条件测定溶液的深浅度,称为比色阶段。
三、发展过程:目视比色法→光电比色法→分光光度计(吸光光度法)四、比色与分光光度法的特点比色和分光光度法主要用于测定微量组分。
1、灵敏度高:测定试样中微量组分(1~0.001%)常用方法,甚至可测定10-4 ~ 10-5%的痕量组分。
2、准确度高:一般比色法相对误差为5~10%,分光光度法为2~5%,其准确度虽比重量法和滴定法低,但对微量组分的测定已完全满足要求。
如采用精密蓝450-480紫400-450红650-750青蓝480-490青490-500绿500-580黄580-600橙600-650白光分光度计,误差将减少至1~2%。
3、应用广泛:几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用比色法和分光光度法进行测定。
4、操作简便、快速,仪器设备也不复杂。
例如:试样中含Cu 量为0.001%,即在100mg 试样中含Cu 0.001mg ,用比色法可以测出。
对固体物质来说,当白光照射到物质上时,如果物质对各种波长的光完全吸收,则呈现黑色;如果完全反射,则呈现白色;如果对各种波长的光均匀吸收,则呈现灰色;如果选择地吸收某些波长的光,则呈现反射或透射光的颜色。
对溶液来说,溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的质点(离子或分子)对不同波长的光具有选择性吸收而引起的。
图朗伯-比尔定律示意图
当一束平行单色光照射到任何均匀、非散射的介质(固体、液体或气体)
如溶液时,光的一部分被吸收,一部分透过溶液,一部分被器皿的表面反射。
如果入射光的强度为I0,吸收光的强度为I a,透过光的强度为
I r,则
I0 = I a + I t + I r•
,其中
图分光光度工作曲线
非单色光引起的偏离。
非单色光引起的偏离朗伯-比尔定律的基本假设条件是入射光为单色光。
但目前仪器所提供的入射光实际上是由波长范围较窄的光带组成的复合光。
由于物质对不同波长光的吸收程度不同,因而引起了对比耳定律的
化学因素引起的偏离。
图光度计的一般结构图721型分光光度计的构造
Mo(SCN)
HR
图吸收波长的选择(选择510nm,而不是410nm) 控制适当的吸光度范围
浓度相对误差合透光度误差的关系式:。