紫外可见吸收光谱法

第二章 紫外－可见吸收光谱法

本章地位：

本章是仪器分析课程中光分析方法的第一章，光分析方法中的一些基本理

论、基本概念、基本专业术语，在本章中首次出现并应用，对光分析方法起着建

立基本框架、引导学习思路的作用。

紫外－可见吸收光谱法历史较久远，应用十分广泛，与其它各种仪器分析

方法相比，紫外－可见吸收光谱法所用的仪器简单、价廉，分析操作也比较简

单，而且分析速率较快。

在有机化合物的定性、定量分析方面，例如化合物的鉴定、结构分析和纯度检

查以及在药物、天然产物化学中应用较多。

本章内容：

本章主要讨论了紫外－可见吸收光谱的产生、紫外－可见分光光度计仪器原

理和结构以及紫外－可见吸收光谱法在有机定性及结构分析中的应用。

讲解思路：

让学生首先了解：不同物质具有不同的分子结构，对不同波长的光会产生选择性吸收，因而具有不同的吸收光谱。而各种化合物，无机化合物或有机化合物吸收光谱的产生在本质上是相同的，都是外层电子跃迁的结果，但二者在电子跃迁类型上有一定区别。电子跃迁类型是本章的难点。最后了解利用紫外－可见分光光度计可使物质产生吸收光谱并对其进行检测。鉴定的方法是本章的重点。

学时分配：4学时

第一节 概述

分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。按物质吸收光的波长不同，可分为可见分光光度法、紫外分光光度法及红外分光光度法。

特点：

*灵敏度较高，适用于微量组分的测定。但相对误差较大。

*具有操作方便、仪器设备简单、灵敏度和选择性较好等优点，为常规的仪器分析方法

紫外—可见分光光度法的局限性:

有些有机化合物在紫外可见光区没有吸收谱带,更有个别的化合物紫外可见吸收光谱图大致相似。所以但根据紫外可见光谱图不能完全决定这些物质的分子结构。

一．分子吸收光谱

在分子中存在着电子的运动，以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动能量之和。即：

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紫外可见吸收光谱法及其应用

作者：曹萧飞

来源：《食品界》2016年第12期

紫外—可见吸收光谱法简介

分子的紫外—可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。

工作原理：

紫外—可见吸收光谱是分子内电子跃迁的结果， 它反映了分子中价电子跃迁时的能量变化与化合物所含发色基团之间的关系。不同的化合物由于分子结构不同，电子跃迁的类型就不同，所以紫外-可见吸收光谱会具有不同特征的吸收峰，其吸收峰的波长和强度与分子中价电子的类型有关。

许多有机化合物在紫外区具有特征的吸收光谱，因此可用紫外分光光度法对有机物质进行定性鉴定，结构分析及定量测定.紫外分光光度法定量测定的依据是比耳定律。首先确定化合物的紫外吸收光谱，确定最大吸收波长。在选定的波长下，作出化合物溶液的工作曲线，根据在相同条件下测得待测液的吸光度值来确定待测液中化合物的含量。

物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。

紫外—可见分光光度计的应用前景

紫外—可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在 200 nm—380 nm 的近紫外光区和 380 nm—780 nm 的可见光区有吸收。紫外—可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单，应用十分广泛。

紫外-可见光谱剖析仪的长处：

1. 操纵简略便利,不须要庞杂的程序,可直接取待测样品置于比色皿中,并且能看待测液体或溶液进行直接测定,检测成本低.

2. 剖析速度快,一般样品可在1-2 min内完成,比较实用于现场剖析或快速剖析.

3. 检测进程中不损坏样品,可称为无损检测,并可对改样品进行多次反复测量试验且重现性好.

4. 检测规模广,根据物资分子对波长为200-760nm这一规模的电磁波的接收特征所树立起来的一种定性.定量和构造剖析办法.

5. 稳固性好,抗干扰才能强,易实如今线剖析及监测,合适于临盆进程和良好情况下的样品剖析.

6. 电子光谱的强度较大,敏锐度高,一般可达—g/ml重要用于微量剖析.

7. 精确度较高,浓度测量相对误差仅有1%阁下.

8. 分辩率高,在定量剖析上,不但可以进行单一组分的测定,并且还可以对多种混杂物同时进行测定.

9. 剖析成果的精确性是树立在化学剖析标样的基本上,是以剖析的成果真实靠得住.

紫外-可见光谱剖析仪的缺陷：

1. 紫外-可见光谱仪仅实用于微量剖析,对于高浓度（一般是指浓度>0.01mol/L）物资,物资的吸光度和浓度之间的关系产生偏离,是以朗伯比尔定律不实用. 2. 影响比尔定律偏离的身分较多,如非单色光,杂散光,噪声,化学身分等.且影响光学体系参数等外部或内部身分较多,误差难以很好的修改,对检测成果的精确度影响较大.

3. 不是原始办法,是一种间接测定物资浓度的方法,不克不及作为仲裁剖析办法,检测成果不克不及做为国度认证根据.

4. 受各企业产品相对垄断的身分,仪器购置和保护成本都比较高,性价比较低.

5. 须要大量代表性样品进行化学剖析建模,并树立响应化学体系庞杂,试验进程较为庞杂,工作量大,并且对于显色剂的选择难度较大,已知文献中并没有相干研讨.

6. 须要大量样品检测试验,且配制样品进程中轻易带来工资身分的误差,建模成本较高,测试成本较大.

紫外-可见光谱分析仪的优点：

1. 操作简单方便，不需要复杂的程序，可直接取待测样品置于比色皿中，并且能对待测液体或溶液进行直接测定，检测成本低。

2. 分析速度快，一般样品可在1-2 min内完成，比较适用于现场分析或快速分析。

3. 检测过程中不破坏样品，可称为无损检测，并可对改样品进行多次重复测量实验且重现性好。

4. 检测范围广，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。

5. 稳定性好，抗干扰能力强，易实现在线分析及监测，适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析。

6. 电子光谱的强度较大，灵敏度高，一般可达410—810g/ml主要用于微量分析。

7. 准确度较高，浓度测量相对误差仅有1%左右。

8. 分辨率高，在定量分析上，不仅可以进行单一组分的测定，而且还可以对多种混合物同时进行测定。

9. 分析结果的准确性是建立在化学分析标样的基础上，因此分析的结果真实可靠。

紫外-可见光谱分析仪的缺点：

1. 紫外-可见光谱仪仅适用于微量分析，对于高浓度（一般是指浓度>0.01mol/L）物质，物质的吸光度和浓度之间的关系发生偏离，因此朗伯比尔定律不适用。

2. 影响比尔定律偏离的因素较多，如非单色光，杂散光，噪声，化学因素等。且影响光学系统参数等外部或内部因素较多，误差难以很好的修正，对检测结果的准确度影响较大。

3. 不是原始方法，是一种间接测定物质浓度的方式，不能作为仲裁分析方法，检测结果不能做为国家认证依据。

4. 受各企业产品相对垄断的因素，仪器购买和维护成本都比较高，性价比较低。

5. 需要大量代表性样品进行化学分析建模，并建立相应化学体系复杂，实验过程较为复杂，工作量大，并且对于显色剂的选择难度较大，已知文献中并无相关研究。

6. 需要大量样品检测实验，且配制样品过程中容易带来人为因素的误差，建模成本较高，测试成本较大。