中国药科大学分析化学— 紫外可见分光光法
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中国药科大学生物化学各章复习要点页数:100
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分析化学第九章 紫外—可见分光光度法
15
例9-2 某有色溶液，当用1cm比色皿时，其透 光度为T，若改用2cm比色皿，则透光度应为多 少？ 解: 由A=-lgT=abc可得 T=10-abc 当b1=1cm时，T1=10-ac=T 当b2=2cm时，T2=10-2ac=T2
16
桑德尔（San-dell）灵敏度S: 当仪器所能测出最小吸光度 A=0.001时，单位截面积光程内所检测出来的吸光物质的最 低量，单位是ug· -2。S和的关系推导如下： cm A=0.001=cb ，故 0.001 cb
17
例 9-3 用 氯 磺 酚 法 测 定 铌 ， 50mL 溶 液 中 含 铌 50.0μg，用2.0cm比色皿测得吸光度为0.701，求 桑德尔灵敏度。
解: 已知A=0.701，b=2.0cm，M(Nb)=92.9g· -1 mol
C
50.0 10 6 g 50.0 10 3 L 92.9 g mol 1
23
单色器(monochromator) ：其作用是将光源辐 射的复合光分解成按波长顺序排列的单色光。包 括狭缝和色散元件及准直镜三部分。色散元件用 棱镜或光栅制成。玻璃棱镜的色散波段一般在 360~700nm，主要用于可见分光光度计中。石英棱 镜的色散波段一般在200~1000nm，可用于紫外— 可见分光光度计中。光栅其特点是工作波段范围 宽，适用性强，对各种波长色散率几乎一致。
黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而
呈紫色。因此，物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是
互补关系。
7
光的互补性与物质的颜色 如果把两种适当颜色
的光按一定的强度比例
混合也可以得白光，这 两种光就叫互补色光。 如果吸收光在可见区, 吸收光的颜色与透过光 的颜色为互补关系,物质 呈现透过光的颜色。 如果吸收光在紫外区， 则物质不呈现颜色
中国药典版紫外分光光法讲义三
• 应用主要分四个方面：
• 第一：药品的定性鉴别 • 定性鉴别具体又分三个方法 • 比较光谱一致性 • 吸收光谱中，λmax、λmin、肩峰以及整个吸收光
谱的形状决定于物质的性质，其特征随物质的结 构而异，所以是物质定性的依据。测定某物质的 紫外吸收光谱的曲线，可与已知标准的紫外光谱 图相对照。（对照时须注意测定的条件，如溶剂、 浓度等。溶剂可能会影响整个光谱的形状，比如 多潘立酮片紫外鉴别时用开封的异丙醇所分析的 光谱形状就与天津的试剂不一致。）
• 肩峰或吸收谷处的吸光度测定受波长变动影响也较小，有时也可用谷 值、肩峰值与峰值同时作鉴别依据。（比如甲硝唑片的第三个鉴别就 是分别在277 nm和241 nm的波长处分别测最大吸收和最小吸收。）
• 具有不同吸光基团的化合物可有相同的最大吸收波长，但它们的摩尔 吸光系数常有明显的差别，所以摩尔吸光系数常用于分子结构分析中 吸光基团的鉴别。对于分子中含有相同吸光基团的物质，他们的摩尔 吸光系数常很接近，但可因相对分子质量不同，使百分吸光系数的值 差别较大，可以用百分吸光系数作为鉴别的依据。（比如结构相似的 甲基睾丸酮和丙酸睾丸素在无水乙醇中的最大吸收波长λmax都在 240nm，但在该波长处的E1%1cm数值，前者为540，而后者为460， 因而有较大的鉴别意义）。
紫外－可见分光光度法
原理、应用及有关注意事项 第一节 概述
紫外－可见分光光度（UV－VIS)法 是一种常用的检验方法，它是通过被 测物质在紫外光区的特定波长或一定 波长范围内的吸光度，对该物质进行
定性和定量分析的方法。
• 紫外光谱是物质在200～400 nm的近紫外 光区和400～850 nm的可见光区的吸收光 谱。通常使用的紫外－可见分光光度计的 工作波长范围为190～900nm,本法在药品 检验中主要用于药品的鉴别、检查和含量 测定。适用于微量和痕量组分的分析，测 定灵敏度可达到10-4～10-7g/ml或更低范围。
• 第一：药品的定性鉴别 • 定性鉴别具体又分三个方法 • 比较光谱一致性 • 吸收光谱中，λmax、λmin、肩峰以及整个吸收光
谱的形状决定于物质的性质，其特征随物质的结 构而异，所以是物质定性的依据。测定某物质的 紫外吸收光谱的曲线，可与已知标准的紫外光谱 图相对照。（对照时须注意测定的条件，如溶剂、 浓度等。溶剂可能会影响整个光谱的形状，比如 多潘立酮片紫外鉴别时用开封的异丙醇所分析的 光谱形状就与天津的试剂不一致。）
• 肩峰或吸收谷处的吸光度测定受波长变动影响也较小，有时也可用谷 值、肩峰值与峰值同时作鉴别依据。（比如甲硝唑片的第三个鉴别就 是分别在277 nm和241 nm的波长处分别测最大吸收和最小吸收。）
• 具有不同吸光基团的化合物可有相同的最大吸收波长，但它们的摩尔 吸光系数常有明显的差别，所以摩尔吸光系数常用于分子结构分析中 吸光基团的鉴别。对于分子中含有相同吸光基团的物质，他们的摩尔 吸光系数常很接近，但可因相对分子质量不同，使百分吸光系数的值 差别较大，可以用百分吸光系数作为鉴别的依据。（比如结构相似的 甲基睾丸酮和丙酸睾丸素在无水乙醇中的最大吸收波长λmax都在 240nm，但在该波长处的E1%1cm数值，前者为540，而后者为460， 因而有较大的鉴别意义）。
紫外－可见分光光度法
原理、应用及有关注意事项 第一节 概述
紫外－可见分光光度（UV－VIS)法 是一种常用的检验方法，它是通过被 测物质在紫外光区的特定波长或一定 波长范围内的吸光度，对该物质进行
定性和定量分析的方法。
• 紫外光谱是物质在200～400 nm的近紫外 光区和400～850 nm的可见光区的吸收光 谱。通常使用的紫外－可见分光光度计的 工作波长范围为190～900nm,本法在药品 检验中主要用于药品的鉴别、检查和含量 测定。适用于微量和痕量组分的分析，测 定灵敏度可达到10-4～10-7g/ml或更低范围。
紫外可见分光光法课件
第3章 紫外-可见分光光度法
(Ultraviolet-visible Spectrophotometry, UV-Vis)
1
电磁辐射与光谱分析法
物质与光的作用可看成是光子对能量的授受， 即 hν=E1-E0,该原理广泛应用于光谱解析。 电磁辐射与物质的作用 本质是物质吸收光能后 发生跃迁。 跃迁是指物质吸收光能后自身能量的改变。因 这种改变是量子化的，故称为跃迁。 不同波长的光 ,能量不同，跃迁形式也不同，因 此有不同的光谱分析法。
19
四、偏离 Beer定律的因素
A ? K ?C ?l
? 依据Beer定律，A与C关系 应为经过原点的直线
? 偏离Beer定律的主要因素 表现为以下两个方面 ? 化学因素 ? 光学因素
20
（一）化学因素
? Beer 定 律 适 用 的 另 一个前提：稀溶液
? 浓度过高会使 C 与 A 关系偏离定律
7
2、吸收光谱 （吸收曲 线） :以波长 λ为横坐标，
吸光度A为纵
坐标作图，得 到的吸收曲线。
λ-A曲线
8
吸收曲线的讨论
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸 光度最大处对应的波长称为最大吸收波长 λmax （2）不同物质的吸收曲线形状和 λmax不同。 （3）吸收曲线作为物质定性分析的依据之一。
I0＝Ia+It
Ia
T＝It/I0 A ? ? lgT
?lgI0I0ItIt
Lambert 定律， A=k1b
Ir
b
Beer定律，A=k2 c
朗伯－比尔定律： A＝kbc A = ε bc
ε ：摩尔吸光系数，单位为 L·mol-1·cm-1。
12
Lamber-Beer定律的适用条件
(Ultraviolet-visible Spectrophotometry, UV-Vis)
1
电磁辐射与光谱分析法
物质与光的作用可看成是光子对能量的授受， 即 hν=E1-E0,该原理广泛应用于光谱解析。 电磁辐射与物质的作用 本质是物质吸收光能后 发生跃迁。 跃迁是指物质吸收光能后自身能量的改变。因 这种改变是量子化的，故称为跃迁。 不同波长的光 ,能量不同，跃迁形式也不同，因 此有不同的光谱分析法。
19
四、偏离 Beer定律的因素
A ? K ?C ?l
? 依据Beer定律，A与C关系 应为经过原点的直线
? 偏离Beer定律的主要因素 表现为以下两个方面 ? 化学因素 ? 光学因素
20
（一）化学因素
? Beer 定 律 适 用 的 另 一个前提：稀溶液
? 浓度过高会使 C 与 A 关系偏离定律
7
2、吸收光谱 （吸收曲 线） :以波长 λ为横坐标，
吸光度A为纵
坐标作图，得 到的吸收曲线。
λ-A曲线
8
吸收曲线的讨论
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸 光度最大处对应的波长称为最大吸收波长 λmax （2）不同物质的吸收曲线形状和 λmax不同。 （3）吸收曲线作为物质定性分析的依据之一。
I0＝Ia+It
Ia
T＝It/I0 A ? ? lgT
?lgI0I0ItIt
Lambert 定律， A=k1b
Ir
b
Beer定律，A=k2 c
朗伯－比尔定律： A＝kbc A = ε bc
ε ：摩尔吸光系数，单位为 L·mol-1·cm-1。
12
Lamber-Beer定律的适用条件
紫外分光法药学PPT资料(正式版)
10
10
三、偏离Beer定律的因素
AECl
✓ （一）化学因素 （二）光学因素
（一）化学因素
Beer定律适用的另一个前提：稀 溶液溶液中的溶质
因浓度改变而有离 解、缔合、与溶剂 间的作用等原因会
使C与A关系偏离定律。
（二）光学因素
1．非单色光的影响： ✓ 物质对不同波长的光具有不同的吸收能力
紫外分光法药学
一、Lamber-Beer定律：
➢ 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
假设一束平行单色光通过一个吸光物体
入射光强为
I0
透过光强为
I
物体截面为
S
厚度为 l
吸光质点数为
n
续前
取物体中一极薄层
设入射光强为 I0 薄层的吸光质点数为dn
不让光子通过的面积为dS k dn
3）两者关系
M 10
E11c%m
例如：氯霉素(M=323.15)的水溶液在278nm 处有吸收峰。设用纯品配制100mL含有的溶 液，以厚的吸收池在278nm处测得透光率为 24.3%,则E和ε为多少？
E1%1cmlgT 0.614307 CL 0.002
ME1%1cm323.153079920
C 0.434T C TlgT
续前
1）暗噪音——与检测器和放大电路不确切性 有关
与光讯号无关
d(0 .43 T) 40 .43 T (4 0 .43 l4 g T )0
dT Tlg T
(Tlg T )2
lgT 0.434，T 36.80% 对应最小的测量误差
适宜测量范围
T ：65% ~ 20% 测定结果相对误差较小 A ：0.2 ~ 0.7
第三章紫外可见分光光度法ppt课件
2、影响紫外吸收光谱的主要因素
二苯乙烯顺式反式异构体的紫外吸收光谱
2、影响紫外吸收光谱的主要因素
(2) 跨环效应 跨环效应指非共轭基团之间的相互作用。 如对亚甲基环丁酮在214nm处出现一中等强度的吸收 带，同时284nm处出现R带。 这是由于结构中虽然双键与酮基不产生共轭体系，但 适当的立体排列，使羰基氧的孤电子对与双键的π电子 发生作用，相当于n→π*跃迁的R带向长波移动。
苯的紫外吸收光谱（异辛烷溶剂中）
4、E带——芳香族化合物特征吸收带
由苯环结构中3个乙烯的环 状共轭系统的π →π*跃迁所 引起。 分为E1和E2两个吸收带。 E1 吸 收 带 约 在 184nm ， εmax=60000 ，强吸收带。 E2 吸 收 带 在 204nm 以 上 ， εmax=8000 ，强吸收带。
2、K带——Konjugation(共轭作用)
由共轭双键中π →π*跃迁引起。 吸收峰出现在200nm以上，吸收强度大（ε＞105）。 随着共轭双键的增加，吸收峰红移，吸收强度有所增加。 如丁二烯λmax =217nm为K带。
3、B带——benzenoid(苯)
芳香族（包括杂芳香族） 特征吸收带。 由苯等芳香族化合物的π →π*跃迁所引起的吸收带 之一。 吸 收 峰 出 现 在 230~270nm 之间，中心波长256nm。 在极性溶剂中，B带精细 结构变得不明显或消失。
22
1、有机化合物的紫外吸收光谱
(2)不饱和烃及共轭烯烃 含孤立双键或叁键的简单不饱和脂肪化合物，可以产生σ→σ* 和π→π*两种跃迁。 最大吸收波长λmax小于200nm。 具有共轭体系的不饱和化合物，共轭体系越长，跃迁时所需能 量越小，吸收峰红移越显著。 如1,3,5,7,9,11-十二烷基六烯λmax为364nm，εmax为138000。
第三节 紫外-可见分光光度分析方法药剂
同理： 测定咖啡因：则苯甲酸钠是 干扰组分 测量波长 λ2 = 272nm 参比波长 λ1 = 253nm
∆A = A =A
安 272
−A +A
安 253
苯 272
咖 272
− (A
苯 253
+A )
咖 253
= (E
咖 272
− E ) ⋅ C咖 ⋅ l
咖 253
∆A C咖 = 咖 咖 ( E272 − E253 ) ⋅ l
1% 1cm
注：浓度为2mg/ml的肾上腺素HCl溶 液，要求含肾上腺酮小于0.06%
C ≤ 2 × 10 × 0.06% = 1.2 × 10 ( g / 100ml )
−3 −4
A ≤ E Cl = 435 ×1.2 ×10 ×1 = 0.05
1% 1cm
−4
2、在化合物 λ max 处杂质无吸收， 而在化合物 λ min 处杂质有吸收 规定：化合物在 λ max 与 λ min 处吸光度比值为一限量 例：碘磷：λ max : 294 nm λ min : 262 nm 杂质 无吸收 有吸收 A 纯碘磷： 294 = 3 . 39 ，含杂质 A294 < 3 . 39 A262 A262 规定：碘磷药品
A
A样 C样 C
0
图11-19 标准曲线
标准曲线法要求： 1、A与C是一条直线或近似一条直 线关系 2、测量过程中，要求仪器的工作 状态及测量条件保持一致。 3、样品浓度Cx应落在线性范围内 4、标准溶液与试样组成相似。 5、A=a+bC，a要比b小102以上
（三）对照法 操作 1、在相同条件下配制一个标准溶 液和一个样品溶液（C标与C样）
E相同，λmax相同， 但吸收曲线不同
中国药科大学辅导班-紫外可见分光光度法
解题思绪：A=0.4343或T=0.368时，浓度旳相对 误差 C 最小 C
解题要点
有关紫外旳计算题以计算含量内容为主 （几乎每年都考）。
掌握朗伯—比耳定律旳计算公式。 注意两种吸收系数旳转换及单位变化 注意稀释倍数
分出光波长不等距
光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
续前
3．吸收池：
玻璃——能吸收UV光，仅合用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，合用于紫外和可见光区 要求：匹配性（对光旳吸收和反射应一致）
4．检测器：将光信号转变为电信号旳装置
光电池 光电管 光电倍增管 二极管阵列检测器
5．统计装置：讯号处理和显示系统
（2） 化学性原因
• 朗—比耳定律旳假定：全部旳吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等 相互作用，直接影响了对光旳吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只合用于稀溶液。
溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物旳形成等化 学平衡时。使吸光质点旳浓度发生变化，影响吸光度。 • 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：
定性分析
定性鉴别
1．对比吸收光谱旳一致性 2．对比吸收光谱旳特征值 3．对比吸光度或吸光系数旳比值
纯度检验和杂质限量测定
定量分析 （一）单组分旳定量措施
定量依据： A EC l
1．吸光系数法 2．原则曲线法 3．对照法：外标一点法
（二）多组分旳定量措施
1 解线性方程组法 2 等吸收双波长消去法 3 系数倍率法
Eb Cb
Cb
A a b
E1b
-
E
b 2
A a b E b
解题要点
有关紫外旳计算题以计算含量内容为主 （几乎每年都考）。
掌握朗伯—比耳定律旳计算公式。 注意两种吸收系数旳转换及单位变化 注意稀释倍数
分出光波长不等距
光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
续前
3．吸收池：
玻璃——能吸收UV光，仅合用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，合用于紫外和可见光区 要求：匹配性（对光旳吸收和反射应一致）
4．检测器：将光信号转变为电信号旳装置
光电池 光电管 光电倍增管 二极管阵列检测器
5．统计装置：讯号处理和显示系统
（2） 化学性原因
• 朗—比耳定律旳假定：全部旳吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol/L)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等 相互作用，直接影响了对光旳吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只合用于稀溶液。
溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物旳形成等化 学平衡时。使吸光质点旳浓度发生变化，影响吸光度。 • 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：
定性分析
定性鉴别
1．对比吸收光谱旳一致性 2．对比吸收光谱旳特征值 3．对比吸光度或吸光系数旳比值
纯度检验和杂质限量测定
定量分析 （一）单组分旳定量措施
定量依据： A EC l
1．吸光系数法 2．原则曲线法 3．对照法：外标一点法
（二）多组分旳定量措施
1 解线性方程组法 2 等吸收双波长消去法 3 系数倍率法
Eb Cb
Cb
A a b
E1b
-
E
b 2
A a b E b
分析化学第四章紫外-可见分光光度法(医药类专业)
第四章紫外-可见分光光度法第一节紫外-可见吸收光谱的基本概念一、紫外-可见吸收光谱的产生二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型三、相关的基本概念四、吸收带类型和影响因素特点1、灵敏（10-7~10-9mol/L)2、准确（ΔE=2~5%）3、操作简单、快速4、应用广（无机、有机均可测）二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型9价电子：σ电子→饱和的σ键π电子→不饱和的π键n电子→未成键电子9轨道：电子围绕原子或分子运动的几率轨道不同，电子所具有能量不同9基态与激发态：电子吸收能量，由基态→激发态c 9成键轨道与反键轨道：σ<π<n <π*<σ*图示b¾电子跃迁类型：1.σ→σ*跃迁：¾饱和烃（甲烷，乙烷）¾E很高，λ<150nm（远紫外区）2. n →σ*跃迁：¾含杂原子饱和基团（—OH，—NH2）¾E较大，λ150~250nm（真空紫外区）3. π→π*跃迁：¾不饱和基团（—C＝C—，—C ＝O ）¾E较小，λ~ 200nm¾体系共轭，E更小，λ更大4. n→π*跃迁：¾含杂原子不饱和基团（—C ≡N ，C＝O ）¾E最小，λ200~400nm（近紫外区）9按能量大小：σ→σ* >n →σ* >π→π* >n→π*图示续前¾注：9紫外可见光谱主要电子跃迁类型：n—π*跃迁π—π*跃迁9饱和化合物无紫外吸收9电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系•根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型；•根据吸收谱带波长和电子跃迁类型→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）三、相关的基本概念1．吸收光谱（吸收曲线）：不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同以λ~A作图next2．吸收光谱特征：定性依据吸收峰→λmax吸收谷→λmin肩峰（shoulder peak）→λsh末端吸收（end absorption）→饱和σ-σ跃迁产生图示back续前3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团¾有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团具n 电子和π电子的基团产生n →π*跃迁和π→π*跃迁跃迁E 较低9例：C ＝C ；C ＝O ；C ＝N ；—N ＝N—4．助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸收峰长移的基团¾有机物：连有杂原子的饱和基团9例：—OH ，—OR ，—NH—，—NR 2—，—X注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强续前5．红移和蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）6．增色效应和减色效应增色效应：吸收强度增强的效应减色效应：吸收强度减小的效应7．强带和弱带：>104→强带εmaxε<102→弱带max四、吸收带类型和影响因素1．R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生9C＝O；C＝N；—N＝N—•E小，λmax250~400nm，εmax<100•溶剂极性↑，λmax↓→蓝移（短移）2．K带：由共轭双键的π→π*跃迁产生9(—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO—•λmax>200nm，εmax>104•共轭体系增长，λmax↑→红移，εmax↑•溶剂极性↑，λmax↑→红移续前3．B带：由π→π*跃迁产生9芳香族化合物的主要特征吸收带•λmax=254nm，宽带，具有精细结构；•εmax=200•极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失4．E带：由苯环环形共轭系统的π→π*跃迁产生9芳香族化合物的特征吸收带•E1180nm εmax>104（常观察不到）•E2200nm εmax=7000 强吸收•苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并一起红移（长移）图示¾影响吸收带位置的因素：1．溶剂效应：¾对λmax影响：nextn-π*跃迁：溶剂极性↑，λ↓蓝移maxπ-π*跃迁：溶剂极性↑，λ↑红移max¾对吸收光谱精细结构影响next溶剂极性↑，苯环精细结构消失9溶剂的选择——极性；纯度高；截止波长< λmax 2．pH值的影响：影响物质存在型体，影响吸收波长back图示back。
分析化学：第七章 紫外-可见分光光度分析法
紫外区：氢、氘灯。 发射185～400 nm的连 续光谱。
2.单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单色光的光学系统。
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜或 凹面反射镜，将分光 后所得单色光聚焦至 出射狭缝；
(4) 为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单
色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且 吸收曲线较平坦处。
(2) 化学性因素
• 朗—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol·L-1)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol·L-1 时，吸光质点间可能发生缔合 等相互作用，直接影响了对光的吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
直线向c 轴弯曲，即负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏 离。
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－εbc )
(3) ｜ ｜很小时，即ε1≈ε2：
可近似认为是单色光。在低浓度范围内，不发生偏离。若
浓度较高，即使｜ ｜很小， A总 ≠Ａ1 ，且随着c值增大， A
总 与A 1的差异愈大，在图上则表现为A—c曲线上部(高浓度区) 弯曲愈严重。故朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得
A1和A2，故：
A总 ＝ lg（Ｉo总/Ｉt总 ) ＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2） ＝ lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-ε1bc +Ｉo210-ε2bc ）
令： ε1-ε2 ＝ ； 设： Ｉo1 ＝Ｉo2
2.单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单色光的光学系统。
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器； ②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； ③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜或 凹面反射镜，将分光 后所得单色光聚焦至 出射狭缝；
(4) 为克服非单色光引起的偏离，首先应选择比较好的单
色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且 吸收曲线较平坦处。
(2) 化学性因素
• 朗—比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c<10-2mol·L-1)时才基本符合。
当溶液浓度c >10 －2 mol·L-1 时，吸光质点间可能发生缔合 等相互作用，直接影响了对光的吸收。 • 故：朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
直线向c 轴弯曲，即负偏离；反之，则向A轴弯曲，即正偏 离。
讨论:
A总 =A1 + lg2 - lg(1＋10－εbc )
(3) ｜ ｜很小时，即ε1≈ε2：
可近似认为是单色光。在低浓度范围内，不发生偏离。若
浓度较高，即使｜ ｜很小， A总 ≠Ａ1 ，且随着c值增大， A
总 与A 1的差异愈大，在图上则表现为A—c曲线上部(高浓度区) 弯曲愈严重。故朗伯—比耳定律只适用于稀溶液。
因实际上只能测总吸光度A总，并不能分别测得
A1和A2，故：
A总 ＝ lg（Ｉo总/Ｉt总 ) ＝lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉt1+Ｉt2） ＝ lg(Io1+Ｉo2)/(Ｉo110-ε1bc +Ｉo210-ε2bc ）
令： ε1-ε2 ＝ ； 设： Ｉo1 ＝Ｉo2
分析化学系列课件 紫外-可见分光光度法学习课件(PPT课件)
红移(red shift) 长移(bathochromic shift)
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增色效应或浓色效应 (hyperchromic effect)
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example
11.1.3 吸收带及其与分子结构的关系
吸收带 特 点 波长较长 弱吸收 λ(nm) ~300
吸收强度 (max)
+ + +
C
–
+ +
–
C
+ +
–
*
+
–
+
C C
–
+
+
C
–
+
+
C C
*
+
C
–
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–
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共轭双键的离域作用
４ * ３
* 最高空轨道
E>E →跃迁几率↑→↑ ； E↓→↑ 最低占有轨道 ２ １ C=C 共轭 C=C
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• 吸收光谱的特征 • 生色团和助色团 • 红移与蓝(紫)移 • 增色效应和减色效应 强带(strong band) max>104 • 强带和弱带 弱带(weak band) max<102
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吸收光谱(absorption spectrum)的特征
X 微 红 可 紫 射 波 外 见 外 线 400~760nm 200~400nm
γ 射 线
3×1010 3×1012 3×1014 3×1016 3×1018 3×1020 3×1022
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6．增色效应和减色效应 增色效应：吸收强度增强的效应 减色效应：吸收强度减小的效应
7．强带和弱带： εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带
四、吸收带类型和影响因素
1．R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生 ✓ C＝O；C＝N；—N＝N— • E小，λmax250~400nm，εmax<100 • 溶剂极性↑，λmax↓ → 蓝移（短移）
3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中
价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）
二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型
➢ 预备知识：
✓ 价电子：σ电子 → 饱和的σ键 π电子 不饱和的π键 n电子
✓ 轨道：电子围绕原子或分子运苯环环形共轭系统的π→ π*跃迁产生 ✓ 芳香族化合物的特征吸收带
• E1 180nm εmax>104 （常观察不到） • E2 200nm εmax=7000 强吸收 • 苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并
一起红移（长移）
图示
图示
图示
续前
➢ 影响吸收带位置的因素：
E分 E电 E振 E转
能级差 E h h c
若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的 光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强 度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱
续前
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序
E电 E振 E转 E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25m 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25m 红外吸收光谱 E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25m 远红外吸收光谱
入射光强为 I0 透过光强为 I 物体截面为 S 厚度为 l 吸光质点数为 n
续前
取物体中一极薄层
设入射光强为 I x 薄层的吸光质点数为 dn 不让光子通过的面积为 dS k dn
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
4．助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团
➢ 有机物：连有杂原子的饱和基团 ✓ 例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X
续前
5．红移和蓝移： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基） 或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移） 吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）
第十章 紫外—可见分光光度法
第一节 紫外-可见吸收光谱的基本概念
一、紫外-可见吸收光谱的产生 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念 四、吸收带类型和影响因素
一、紫外-可见吸收光谱的产生
1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 ✓ 能级：电子能级、振动能级、转动能级 ✓ 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
3. π→ π*跃迁：
➢ 不饱和基团（—C＝C—，—C ＝ O ） ➢ E较小，λ~ 200nm ➢ 体系共轭，E更小，λ更大
4. n→ π*跃迁：
➢ 含杂原子不饱和基团（—C ≡N ，C＝ O ） ➢ E最小，λ 200~400nm（近紫外区）
✓ 按能量大小：σ→ σ* > n → σ* > π→ π* > n→ π*
2．吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ跃迁产生
图示 back
续前
3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 ➢ 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团
具n 电子和π电子的基团 产生n→ π*跃迁和π→ π*跃迁 跃迁E较低 ✓ 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—
✓ 基态与激发态：电子吸收能量，由基态→激发态 c ✓ 成键轨道与反键轨道：σ<π<n <π*<σ*
图示
b
➢ 电子跃迁类型：
1.σ→ σ*跃迁：
➢ 饱和烃（甲烷，乙烷） ➢ E很高，λ<150nm（远紫外区）
2. n → σ*跃迁：
➢ 含杂原子饱和基团（—OH，—NH2） ➢ E较大，λ150~250nm（真空紫外区）
1．溶剂效应： ➢ 对λmax影响： next
n-π*跃迁：溶剂极性↑，λmax↓蓝移 π-π*跃迁：溶剂极性↑ ，λmax↑红移 ➢ 对吸收光谱精细结构影响 next
溶剂极性↑，苯环精细结构消失
✓ 溶剂的选择——极性；纯度高；截止波长< λmax 2．pH值的影响：影响物质存在型体，影响吸收波长
图示 back
2．K带：由共轭双键的π→ π*跃迁产生 ✓ (—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO— • λmax >200nm，εmax>104 • 共轭体系增长，λmax↑→红移，εmax↑ • 溶剂极性↑，对于—(—CH＝CH—)n— λmax不变
对于—CH＝C—CO— λmax↑→红移
续前
3．B带：由π→ π*跃迁产生 ✓ 芳香族化合物的主要特征吸收带 • λmax =254nm，宽带，具有精细结构； • εmax=200 • 极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失
图示
back
第二节 基本原理
一、Lamber-Beer定律 二、吸光系数和吸收光谱 三、偏离Beer定律的因素 四、透光率的测量误差
一、Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律
➢ 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
Lamber定律：A l Beer定律：A C
假设一束平行单色光通过一个吸光物体
图示
续前
➢ 注：
✓ 紫外光谱电子跃迁类型 ： n—π*跃迁 π—π*跃迁
✓ 饱和化合物无紫外吸收 ✓ 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系 • 根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型； • 根据吸收谱带波长和电子跃迁类型
→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）
三、相关的基本概念
1．吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以λ~A作图 next
7．强带和弱带： εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带
四、吸收带类型和影响因素
1．R带：由含杂原子的不饱和基团的n →π*跃迁产生 ✓ C＝O；C＝N；—N＝N— • E小，λmax250~400nm，εmax<100 • 溶剂极性↑，λmax↓ → 蓝移（短移）
3．紫外-可见吸收光谱的产生 由于分子吸收紫外-可见光区的电磁辐射，分子中
价电子（或外层电子）的能级跃迁而产生 （吸收能量=两个跃迁能级之差）
二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型
➢ 预备知识：
✓ 价电子：σ电子 → 饱和的σ键 π电子 不饱和的π键 n电子
✓ 轨道：电子围绕原子或分子运苯环环形共轭系统的π→ π*跃迁产生 ✓ 芳香族化合物的特征吸收带
• E1 180nm εmax>104 （常观察不到） • E2 200nm εmax=7000 强吸收 • 苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并
一起红移（长移）
图示
图示
图示
续前
➢ 影响吸收带位置的因素：
E分 E电 E振 E转
能级差 E h h c
若用一连续的电磁辐射照射样品分子，将照射前后的 光强度变化转变为电信号并记录下来，就可得到光强 度变化对波长的关系曲线，即为分子吸收光谱
续前
2．分子吸收光谱的分类： 分子内运动涉及三种跃迁能级，所需能量大小顺序
E电 E振 E转 E电 1 ~ 20ev 0.06 ~ 1.25m 紫外 可见吸收光谱 E振 0.05 ~ 1ev 25 ~ 1.25m 红外吸收光谱 E转 0.005 ~ 0.05ev 250 ~ 25m 远红外吸收光谱
入射光强为 I0 透过光强为 I 物体截面为 S 厚度为 l 吸光质点数为 n
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取物体中一极薄层
设入射光强为 I x 薄层的吸光质点数为 dn 不让光子通过的面积为 dS k dn
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
4．助色团：本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收 峰加强同时使吸收峰长移的基团
➢ 有机物：连有杂原子的饱和基团 ✓ 例：—OH，—OR，—NH—，—NR2—，—X
续前
5．红移和蓝移： 由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基） 或采用不同溶剂后 吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移） 吸收峰位置向短波方向移动，叫蓝移（紫移，短移）
第十章 紫外—可见分光光度法
第一节 紫外-可见吸收光谱的基本概念
一、紫外-可见吸收光谱的产生 二、紫外-可见吸收光谱的电子跃迁类型 三、相关的基本概念 四、吸收带类型和影响因素
一、紫外-可见吸收光谱的产生
1．分子吸收光谱的产生——由能级间的跃迁引起 ✓ 能级：电子能级、振动能级、转动能级 ✓ 跃迁：电子受激发，从低能级转移到高能级的过程
3. π→ π*跃迁：
➢ 不饱和基团（—C＝C—，—C ＝ O ） ➢ E较小，λ~ 200nm ➢ 体系共轭，E更小，λ更大
4. n→ π*跃迁：
➢ 含杂原子不饱和基团（—C ≡N ，C＝ O ） ➢ E最小，λ 200~400nm（近紫外区）
✓ 按能量大小：σ→ σ* > n → σ* > π→ π* > n→ π*
2．吸收光谱特征：定性依据 吸收峰→λmax 吸收谷→λmin 肩峰→λsh 末端吸收→饱和σ-σ跃迁产生
图示 back
续前
3．生色团（发色团）：能吸收紫外-可见光的基团 ➢ 有机化合物：具有不饱和键和未成对电子的基团
具n 电子和π电子的基团 产生n→ π*跃迁和π→ π*跃迁 跃迁E较低 ✓ 例： C＝C；C＝O；C＝N；—N＝N—
✓ 基态与激发态：电子吸收能量，由基态→激发态 c ✓ 成键轨道与反键轨道：σ<π<n <π*<σ*
图示
b
➢ 电子跃迁类型：
1.σ→ σ*跃迁：
➢ 饱和烃（甲烷，乙烷） ➢ E很高，λ<150nm（远紫外区）
2. n → σ*跃迁：
➢ 含杂原子饱和基团（—OH，—NH2） ➢ E较大，λ150~250nm（真空紫外区）
1．溶剂效应： ➢ 对λmax影响： next
n-π*跃迁：溶剂极性↑，λmax↓蓝移 π-π*跃迁：溶剂极性↑ ，λmax↑红移 ➢ 对吸收光谱精细结构影响 next
溶剂极性↑，苯环精细结构消失
✓ 溶剂的选择——极性；纯度高；截止波长< λmax 2．pH值的影响：影响物质存在型体，影响吸收波长
图示 back
2．K带：由共轭双键的π→ π*跃迁产生 ✓ (—CH＝CH—)n，—CH＝C—CO— • λmax >200nm，εmax>104 • 共轭体系增长，λmax↑→红移，εmax↑ • 溶剂极性↑，对于—(—CH＝CH—)n— λmax不变
对于—CH＝C—CO— λmax↑→红移
续前
3．B带：由π→ π*跃迁产生 ✓ 芳香族化合物的主要特征吸收带 • λmax =254nm，宽带，具有精细结构； • εmax=200 • 极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失
图示
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第二节 基本原理
一、Lamber-Beer定律 二、吸光系数和吸收光谱 三、偏离Beer定律的因素 四、透光率的测量误差
一、Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律
➢ 描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系
Lamber定律：A l Beer定律：A C
假设一束平行单色光通过一个吸光物体
图示
续前
➢ 注：
✓ 紫外光谱电子跃迁类型 ： n—π*跃迁 π—π*跃迁
✓ 饱和化合物无紫外吸收 ✓ 电子跃迁类型与分子结构及存在基团有密切联系 • 根据分子结构→推测可能产生的电子跃迁类型； • 根据吸收谱带波长和电子跃迁类型
→推测分子中可能存在的基团（分子结构鉴定）
三、相关的基本概念
1．吸收光谱（吸收曲线）： 不同波长光对样品作用不同，吸收强度不同 以λ~A作图 next