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《分析化学》第十一章 紫外-可见分光光度法

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紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法

称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。
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10 10
物质的颜色：是由于物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生。 即物质的颜色是它所吸收光的互补色。
物质的本色
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无色溶液：透过所有颜色的光 有色溶液：透过光的颜色 黑色： 吸收所有颜色的光 白色： 反射所有颜色的光
迁，产生光谱。用于分子结构分析。
M h 吸收辐射能量 M * 吸收光谱
基态 光
激发态
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88
2、发射光谱：物质由激发态跃迁至基态而产生的原子或分子光谱。 包括：原子发射光谱、原子或分子荧光光谱、分子
磷光光谱等。
M * 发光释放能量 M h 发射光谱
物质对不同波长的光具有选择性吸收而产生。 即物质的颜色是它所吸收光的互补色。
光 的 互 补 规 律
为什么溶液呈 黑色或白色呢?
20210919/9/9//2244
14 14
第二节 紫外-可见分光光度法的基本原理
一、透光率（透光度）和吸收度
透过光 吸收光 反射光
①透光率T
Ir
t Ia
I0 = It + Ia + Ir
2、百分吸光系数 / 比吸光系数 E11c%m：
一定λ下,c=1%(W/V)，L=1cm时的吸光度。单位：100ml/g.cm
3、两者关系:
1g/100ml


M 10

E1% 1cm
例：P158~159
4、吸光系数的意义:
（1）一定条件下是一个特征常数。
（2）在温度和波长等条件一定时，ε仅与物质本身的性质有关，与
大专本科分析化学第十一章 紫外-可见分光光度法

大专本科分析化学第十一章 紫外-可见分光光度法


偏离Beer定律的因素
（一） 化学因素
• 溶液中溶质可因浓度改变而有离解、缔合与溶剂间的作 用等原因,而发生偏离Beer定律的现象。对此可控制溶液 浓度、pH等条件而设法减免。
亚甲蓝阳离子水溶液的吸收光谱
（a）亚甲蓝阳离子溶液
（6.36×10-6 mol/L） （b）亚甲蓝阳离子溶液
（1.27×10-4 mol/L）
3.B带
• 是芳香族（包括杂芳香族）化合物的特征吸收带。 4.E带
• 也是芳香族的特征吸收峰，由苯环中三个乙烯组成的环状
共轭系统引起的*跃迁所产生,分为E1带（180nm）和 E2带（200nm），均属强吸收。
5.电荷转移吸收带
• 是许多无机物和某些有机物混合而得的分子配合物，在
外来辐射激发下强烈地吸收紫外可见光，从而获得可见 或紫外吸收带。
及光敏元件的品质有关。
• • •
How UV-Vis is applied in quantitative analysis? How UV-Vis is applied in qualitative analysis? UV Spectrophotometer
一、定性鉴别
（一）对比吸收光谱特征数据
计算分光光度法 • 计算分光光度法是运用数学、统计学与计算机科学的
方法，通过试验设计与数据的变换和解析，对物质进
行定性定量的方法，属于化学计量学（ Chemometrics ）的范畴。
双波长法 图解法
系数倍率法
三波长法 …… 主成分分析法
数值计算法
信号处理法-卡尔曼滤波法
矩阵解法 导数光谱法 偏最小二乘法 ……
分析化学
第十一章
紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法
紫外可见分光光度法解析课件

紫外可见分光光度法解析课件

即 T= It/I0
吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示，即 A=lg1/T=lgI0/It
二、朗伯-比尔定律 当一束平行单色光通过含有吸光物质的
稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、 液层厚度乘积成正比，即
A= E cl 式中比例常数E为吸光系数，与吸光物质 的本性，入射光波长及温度等因素有关。c为 吸光物质浓度，l为透光液层厚度。
2. 使用 仪器自检结束后（7个自检项目均出现
OK字样），按[MAIN MENU]键（主 菜单），屏幕显示如下5个功能项： 1. Phtometry（定量运算）；2. Wavelength Scan（波长扫描模式）；3. Time Scan （时间曲线扫描）；4. System（系统校 正）；5. Data display（光度直接测量 模式）。根据需要测量的实验项目按相
朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理 论基础。
A lg 1 lg I0 ECL TI
式中，A为吸光度，T为透光率，I0、I分别为入射光
和透过光的强度；E为吸光系数，当c用物质的量浓 度表示，L用厘米表示，用ε代替E，称为摩尔吸光 系数，单位为（L·mol-1·cm-1）；当c用百分浓度 （g/100mL），L用厘米表示时，用E1cm1%表示E，称 为比吸光系数。它们的关系如下：
4.4 如果仪器不能初始化，关机重启。
4.5 如果吸收值异常，依次检查：波长设 置是否正确（重新调整波长，并重新调 零）、测量时是否调零（如被误操作，重 新调零）、比色皿是否用错（测定紫外波 段时，要用石英比色皿）、样品准备是否 有误（如有误，重新准备样品）。
2 标准对比法
即将待测溶液与某一标样溶液，在相同 的条件下，测定各自的吸光度，建立朗伯比尔定律，解方程求出未知样浓度与含量。
第十一章紫外-可见分光光度法-A_分析化学

第十一章紫外-可见分光光度法-A_分析化学


•
•
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 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—
单色器
样品池
记录装置
检测器
第二节
紫外-可见吸收光谱
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
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： εmax>105 → 强带 εmin<103 → 弱带

图示
back
图示
back
2. n → σ*跃迁：

3. π→ π*跃迁：

4. n→ π*跃迁：

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）
紫外-可见分光光度法 PPT课件

紫外-可见分光光度法 PPT课件


若化合物在某波长处有强的吸收峰，而所含杂质在该波长处 无吸收或吸收很弱，则化合物的吸光系数将降低，若杂质在
该波长有比此化合物更强的吸收，将会使化合物的吸光系数
增大，且会使化合物的吸收光谱变形。（举一个间接的例子
吧，前一段时间快检车抽到一批吗叮啉，红外快检认定是假
药，送到所里以后，我们用薄层法做了一下，发现样品也显
百分吸收系数 377
吸收度值 277nm 0.461

0.461×0.2609×100.00×200.00
含量=-----------------------------------×100%=96.97%

377×0.0658×5.00×0.2×100
二、多组分定量测定 解线性方程组法 等吸收双波长消去法 系数倍率法 导数光谱法
面神经麻痹的病理变化早期主要为面神经水肿髓鞘和轴突有不同程度的变性以在茎乳突孔和面神经管内的部分尤为显著w五测定时除另有规定外应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照测定吸光度实际上是透光率而在测定光强弱时不只是由于被测物质的吸收所致还有溶剂和容器的吸收光的色散和界面反射等因素都可使透射光减弱用空白对照可排除这些因素的干扰
由上图可以看出吸收光谱的特征： ⑴曲线上“A”处称最大吸收峰，它所对应的波长称 最大吸收波长，以λmax表示。 ⑵曲线上“B”处有一谷，称最小吸收，所对应的波 长，称最小吸收波长，以λmin 表示。 ⑶曲线上在最大吸收峰旁边有一小峰“C”，形状像 肩的部位，称肩峰，以λsh表示。
⑷在吸收曲线的波长最短的一端，曲线上“D”处， 吸收相当强，但不成峰形，此处称为末端吸收。
利用物质的吸收光谱进行定量、定性及结构 分析的方法称为吸收光谱分析法。紫外－可 见吸收光谱是一种分子吸收光谱，它是由于 分子中原子的外层电子跃迁而产生的。
紫外可见分光光度法

紫外可见分光光度法

ΔT =1%, 溶液浓度相对误差Δc/c 与其透光度T 的关系曲线如右图。
由图可见ΔT =1%, T 在20%～ 65%之间时, 浓度相对误差较小, 此为 最佳读数范围。
所以要求选择适宜的吸光度范围 （0.2-0.7）, 以使测量结果的误差最 小。
2024/10/5
措施: （a）控制溶液的浓度；（b） 选择不同厚度的比色
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2
溶液颜色与光吸收的关系
当一束太阳光照射某一溶液时, 太阳光中某一颜色的光 被吸收, 其互补色光透过溶液, 刺激人的眼睛, 使人感觉到它 的颜色。
实例:
1)高锰酸钾吸收绿光显紫 红色；
2)重铬酸钾吸收蓝光显黄 色；
3)邻菲罗啉铁溶液吸收蓝 绿光显红色。
2024/10/5
可见光波长及其互补光
(如国产710型，730型)； 3.双波长双光束分光光度计
(如国产WFZ800-5型）
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20
紫外可见分光光度的使用
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721分光光度计操作步骤
➢ 1.预热仪器。为使测定稳定, 将电源开关打开, 使仪器预热20min, 为了防止光电管疲劳, 不要连续光照。预热仪器和不测定时应将比 色皿暗箱盖打开, 使光路切断。
ε: 摩尔吸收系数，单位L·mol -1·cm-1。（讲解78页 例题）
摩尔吸收系数越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测
定该物质的灵敏度越高。
ε > 105: 超高灵敏；
ε = (6～10）×104 : 高灵敏；
ε < 2×104
: 不灵敏。
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10
吸光度的加和性
第十一章 紫外-可见分光光度法

第十一章 紫外-可见分光光度法


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example
分子中价电子能级及跃迁示意图
*
反键
*
反键
→* →* n→* n→*
En
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非键 成键
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轨道和轨道示意图
+ –+ +++
+
– *
+
+
–
C
C
–
+
+
+
C
C
–
–
上一内容 下一内容 回主目录
+
–
CC
*
–
+
+
CC
–
返回
共轭双键的离域作用
４
*
３
*
最高空轨道
E>E →跃迁几率↑→↑ ； E↓→↑
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11.1.2 紫外-可见吸收光谱中的常用术语
• 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 • 强带和弱带 强带(strong band) max>104
弱带(weak band) max<102
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吸收光谱(absorption spectrum)的特征
吸收峰 末端吸收A(end abso↓rption)
谷
肩峰(shoulder peak)
↓
吸收峰
↓ 谷
↓
min max sh
上一内容 下一内容 回主目回录主目录
min max λ
第十一章紫外可见分光光度法第十一章紫外

第十一章紫外可见分光光度法第十一章紫外

第十一章紫外-可见分光光度法第十一章紫外-可见分光光度法第一节概述1．电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中，根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法，统称为光学分析法。

根据物质与辐射能间作用的性质不同，光学分析法又分为光谱法和非光谱法。

当物质与辐射能相互作用时，物质内部发生能级跃迁，根据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。

利用物质的光谱进行定性、定量和结构分析的方法称为光谱分析法(spectroscopic analysis)，简称光谱法。

光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。

如按作用物是分子或原子，可分为分子光谱法和原子谱法；物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向)，可分为吸收光谱法和发射光谱法；按辐射源的波长不同，可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。

非光谱分析法是物质受辐射线照射时，改变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。

这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁，如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。

2．物质对光的选择性吸收当辐射能通过某些吸光物质时，物质的原子或分子吸收与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态，这种由物质对辐射能的选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。

几种常用的吸收光谱是：原子吸收光谱、分子吸收光谱、核磁共振光谱等。

各种色光的波长范围在可见光中，紫色光的波长最短能量最大，红色光的波长最长能量最小。

除此之外，波长小于400nm 的光称为紫外光，波长大于760nm 的光称为红外光。

如果适当选配两种颜色的光按一定的强度比例混合，也可以获得白光，则这两种色光称为互补色光。

如图11-1所示，处于直线相连的两种色光互为补色光，如绿色光与紫色光互补，蓝色光与黄色光互补等等。

第二节 基本原理1．吸收光谱光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为激发态，只有当分子红橙黄绿青青蓝蓝紫白光的能量(hν)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(∆E)相等时才能被吸收。

第11章--紫外可见分光光度法(UV-VIS

第11章--紫外可见分光光度法(UV-VIS


解： c(Fe)=1.0 mg/L=1.0×10-3 g/L /55.85g/mol =1.8×10-5mol/L
=
0.38 2 1.8 10-5
= 1.110（4 L mol-1
cm-1）
S=M/ =55.85/1.1×104=0.0051 (g/cm2)
§11.3 紫外—可见分光光度计
紫外-可见分光光度计一般包括光源、单色器、吸 收池和检测显示几部分，基本结构如下：
吸光度的加合性
在多组分体系中如果各吸光物质之间无相互作用这时 体系总的吸光度等于各个吸光物质的吸光度之和。
A＝ Ai
吸光度的测量： 用参比溶液调T=100%（A=0），再测样品溶液 的吸光度，即消除了吸收池对光的吸收、反射， 溶剂、试剂对光的吸收等。
§11.2 光吸收基本定律:
A Kbc Lambert-Beer定律
2b
显示器
0.00
0.10
吸光度与浓度的关系 A = Kbc
检测器
比
光源
尔
参
定
比
律
(1852)
c
0.20
2c
吸光系数(K) c：mol / L
c：g / L c：g / 100 mL
物质的性质 入射光波长 温度
与浓度无关,取值与浓度的单位相关
K 摩尔吸光系数，L ·mol –1 ·cm -1
= c ； 波数 = 1/ = /c
微粒性 光是由光子流组成，光子的能量：
E h
h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J·s
－频率
E－光量子具有的能量 单位：J(焦耳)，eV(电子伏特) 1eV=1.602×10－19 J
波粒二象性
紫外可见分光光度法(共73张PPT)

紫外可见分光光度法(共73张PPT)

）。
2022/11/21
分光光度计的类型
2022/11/21
3.紫外-可见吸收光谱及其特征
吸收光谱
用不同波长的紫外-可见光（200~ 760 nm）依次照一定浓度的被测样品溶液时，就 会发现部分波长的光被吸收。如果以波长λ为 横座标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵座标作图，即得到紫 外-可见吸收光谱（ultraviolet-visible spectra，简称UV）。
对光波来说，产生感光作用与生理作用的是 电场强度 E 。
2022/11/21
光的波长越短（频率越高），其能量越 大。
紫外光区 可见光区
远紫外区 10-200 nm （真空紫外区）
近紫外区 200 - 400 nm （UV光谱的研究区域）
400 - 760 nm
2022/11/21
2022/11/21
能量最小，λ 200~400nm（近紫外区）
ε = 10~ 100，弱吸收
跃迁能量大小： σ→σ* > n→σ* > π→π* > n→π*
2022/11/21
∆E
n → σ*
σ→ σ*
π → π* n → π*
200
300
σ*反键轨道 π*反键轨道
n 非键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道
λ（nm）
第二节 紫外-可见分光度计
紫外-可见分 光光度计
2022/11/21
一、分光光度计的主要部件
Major Components of spectrometer
紫外-可见分光光度计的基本组成模块（ general process）
2022/11/21
1.光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连 续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、 较长的使用寿命。
《分析化学》第十一章-紫外-可见分光光度法

《分析化学》第十一章-紫外-可见分光光度法


30
第三节 紫外-可见分光光度计
❖ 3.吸收池
盛放样品溶液
❖普通玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光 区
❖石英玻璃——不吸收紫外光，用于紫外和可见 光区
❖要求
(1)盛参比溶液与盛样品溶液的吸收池应互相匹配
(2)测定吸光系数或测定样品时，要求吸收池有准 确的厚度
(3)2吸022收/3/2池3 两光面易损蚀，注意保护
❖如果只让一部分波长的光透过，其他波长的光
被吸收，则溶液就呈现出透过光的颜色，也就
是溶液呈现的是与它吸收的光成互补色的颜色。
2022/3/23
15
第二节 紫外-可见分光光度法的基 本原理
❖ 一、紫外－可见分光光度法特点 ❖ 二、 光的吸收定律 ❖ 三、 吸收光谱 ❖ 四、 偏离光的吸收定律的原因
2022/3/23
紫外光：波长小于400nm的光 红外光：波长大于760nm的光
光的色散
❖如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、橙、 黄、绿20、22/3青/23 、蓝、紫七种颜色的光的现象。12红第一节 概述
紫
橙
蓝
白光
黄
❖ 单色光
青蓝
绿
只具有一种颜色的光。(是理想的光青)
❖ 复合光
每种颜色的光具有一定的波长范围。由不 同波长的光混合而成的光称为复合光。
2022/3/23
28
第三节 紫外-可见分光光度计
❖ （二）单色器
将来自光源的复合光，按波长顺序色散 分离出所需波长的单色光
❖包括狭缝、准直镜、色散元件 ❖色散元件
棱镜——对不同波长的光折射率不同 分出光波长不等距
光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
2022/3/23

分析化学：第十一章 紫外-可见分光光度法


2、吸收光谱 M h 吸收辐射能量 M * 吸收光谱
基态 光
激发态
✓例：原子吸收光谱，分子吸收光谱
* 原子吸收光谱 Atomic absorption spectrum
当辐射光通过原子蒸汽时，若入射辐射的频率等于原子中的电子由基
态跃迁到激发态的能量，就可能被基态原子所吸收。为线状光谱(Line spectrum,狭窄谱线组成 )。
特性而建立的分析方法。
可见分光光度法
根据测定时所选用的光源 紫外分光光度法
红外分光光度法
目视比色法
系列标样 Cs
C2s
C3s
C4s
C5s
Cx 比较颜色深浅
三、目视比色法(colorimetry)和吸光光度法的特点
1、灵敏度高。常用于测定试样中质量分数为1%~10-5的微量组 分，甚至可测定低至质量分数为10-6~10-8的痕量组分。 2、 准确度较高。目视比色法的相对误差为5%~10%，吸光光度 法为2%~5%。 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 间接地用目视比色法或吸光光度法进行测定。
5
4
1——末断吸收 4——波谷
2——最大吸收峰 5——次吸收峰
入
3——肩峰
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不同浓度的同一种物 质，其吸收曲线形状相似
λmax不变。而对于不同
物质，它们的吸收曲线形
状和λmax则不同。
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
ca：g·L-1
Molar Absorptivity A c b
K a 吸光系数， L ·g –1 ·cm -1

分析化学(第六版)李发美大部分习题答案

分析化学(第六版)李发美大部分习题答案篇一：分析化学第六版仪器分析课后答案李发美第十一章紫外－可见分光光度法思考题和习题 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。

2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。

这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。

由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。

3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：ζ→ζ*跃迁，跃迁所需能量最大； n →ζ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→π*跃迁，所需能量最低。

而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。

分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。

紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。

在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。

4．Lambert-Beer 定律的物理意义是什么？为什么说 Beer 定律只适用于单色光？浓度 C 与吸光度 A 线性关系发生偏离的主要因素有哪些？朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度 A 与吸光物质的浓度 c 及液层厚度l 成正比。

Beer 定律的一个重要前提是单色光。

也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。

非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。

浓度 C 与吸光度 A 线性关系发生偏离的主要因素（1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于 mol/L 的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于 mol/L 测定（2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离 Beer 定律。

第十一章紫外-可见分光光度法。

为了能使分析更准确可靠，要注意如下几点： 一是尽量保持 光谱的精细结构。为此，应采用与吸收物质作用力小的非极性溶 剂，且采用窄的光谱通带；二是吸收光谱采用lgA对λ作图。这样 如果未知物与标准物的浓度不同，则曲线只是沿 轴平移，而不是 像曲线那样以 的比例移动，更便于比较分析。 三是往往还需要用 其它方法进行证实，如红外光谱等。
• 例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2 g样品, 则
• m(Fe) ≈ 0.1 mg
• 重量法 • 容量法 • 光度法
m(Fe2O3) ≈ 0.14 mg, 称不准 V(K2Cr2O7) ≈ 0.02 mL, 测不准 结果0.048%～0.052%, 满足要求
二.物质对光的选择性吸收 1.单色光、复合光、互补色光
空白溶液 配制样品的溶剂 参比池 光学性质和厚度相同 样品池 空白溶液 参比池 调节光路 A参 0 ，T 100% 样品溶液 样品池 A样
注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和 界面反射等因素对透光率的干扰
三、偏离BEER定律的因素
11-2 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
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
朗伯-比耳定律
A lg 1 lg I0 TI
吸光度、溶液的浓度及液层厚度之间的关系如下：
A = Kbc
其物理意义是：在一定温度下，一束平行的单色光通过均匀 的非散射的溶液时，溶液对光的吸收程度与溶 液的浓度及液层厚度的乘积成正比。

分析化学课件紫外可见光分光光度法

1。 特点
灵敏度高：测定下限可达10－5～10－6mol/L, 10-4%～10-5%
准确度能够满足微量组分的测定要求： 相对误差2～5％
操作简便快速 应用广泛
12
2。溶液中溶质分子对光的吸收
不同颜色的可见光波长及其互补光
/nm 颜色 400-450 紫
450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
棱镜
800
λ1
600
500
λ2
聚焦透镜 出射狭缝 400
49
光栅： 在镀铝的玻璃表面刻有数量很大的等
宽度等间距条痕(600、1200平面透 射光栅
透 镜
光屏
利用光通过光栅时
发生衍射和干涉现
M1
象而分光.
光栅衍射示意图
M2
出 射 狭 缝
50
光栅
51
3.吸收池:用于盛待测及参比溶液。
匹配引起的误差
46
三。分光光度计的主要部件
1. 光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有 足够的光强度,稳定。
可见光区：钨灯，碘钨灯(320 ～ 2500 nm) 紫外区：氢灯，氘灯(180 ～ 375 nm)
2. 单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色 光的装置。
棱镜:玻璃350 ～ 3200 nm, 石英185 ～ 4000 nm 光栅:波长范围宽, 色散均匀,分辨性能好, 使用方便
单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)
6
结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 长(频率越低)，光量子的能量越低。
单色光：具有相同能量(相同波长)的光。 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在
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T=10-A=10-0.10=0.794
2012年10月
0.50
19
第二节 紫外-可见分光 光度法基本原理 I0
I0
（二）光的吸收定律
It It
在一定温度下，一束平行单色光通过均匀
无散射的某溶液时，溶液的吸光度与溶液 的浓度和液层厚度的乘积成正比。这就是 光的吸收定律，又称朗伯-比尔定律 （Lambert-Beer's Law）。 用数学式表示为：A=KcL 必须注意：入射光必须是单色光,溶液 必须是稀溶液. 它是各类吸光光度法的定量依据。
第一节 概述
物质的颜色与吸收光的关系
固体物质
白光照射到物质上时，物质对于不同波
长的光线吸收、透过、反射、折射的程度 不同而使物质呈现出不同的颜色。
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 如果对各种波长光吸收程度差不多,则呈现灰色； 如果物质选择性地吸收某种波长的光，那么这种物
26
2012年10月
第三节 紫外-可见分光光度计
一、
主要部件 二、 仪器类型
2012年10月
27
第三节 紫外-可见分光光度计
光源 单色器 吸收池 检测器 显示器
一、主要部件
（一）光源
1．光源：提供入射光的装置
钨灯或卤钨灯——可见光源
350~1000nm 氢灯或氘灯——紫外光源
2012年10月
23
第二节 紫外-可见分光光度法基本原理
二、吸收光谱
在浓度一定的条件下，以波长或波数为横
坐标，以吸光度或吸光系数为纵坐标所描 绘的λ~A曲线 (一) 术语
吸收峰
吸收谷 肩峰 末端吸收 强带和弱带 2012年10月
24
第二节 紫外-可见分光光度法基本原理

（二）高锰酸钾溶液的吸收光谱曲线
内部发生能级跃迁，根据能级跃迁 所产物的辐射能强度随波长变化所 得的图谱。
如紫外光谱法、红外光谱法 2012年10月
4
第一节 概述
2.非光谱分析法
当电磁辐射作用于被测物质时，
利用其传播方向、速度等物理性 质发生改变所建立起来的分析方 法。
如旋光度法、折射法、密度法。
2012年10月
5
第一节 概述
100% 参比液的类型：溶剂参比液 ；试剂参比液
2012年10月 41
第五节 定性和定量分析法
一、
定性分析 二、 纯度检测 三、 定量分析

显色反应：将待测组分转变为有色物质的反应 显色剂：将待测组分转变为有色物质的试剂 （一）对显色反应的要求 1有确定的定量关系；
2选择性好，干扰少；
3灵敏度高，摩尔吸光系数较大；
4反应生成物组成恒定并具有足够的稳定
性； 5显色剂在测定波长处无吸收。 2012年10月
38
(二)、显色反应条件的选择
第二节 紫外-可见分光光度 法基本原理
I0 Ia Ir 一、光的吸收定律 I0 Ia (一) 透光率T和吸光度A Ir L 透射光强度与入射光强度之比称为透 光率，用符号T表示 透光度T的倒数反映了物质对光的吸收 程度，应用时取它的对数为吸光度， 用A表示。
T = It I0
2012年10月 18
非光谱法：内部能级不发生变化
仅测定电磁辐射性质改变
2012年10月
7
第一节 概述

二、电磁辐射与电磁波谱
（一）电磁辐射（又称电磁波） 是一种在空间不需要任何物质作为传播媒介的高速传播的离子流。 电磁波谱
2012年10月
8
第一节 概述
（二）分光光度法
是利用物质在特定波长或一定波长范围内，
c E=h n=h =h c s l 注： l ， E 2012年10月
11
第一节 概述
三、物质对光的选择性吸收
（一）光的颜色 可见光：人眼能感觉到的光。 波长范围:400～760nm 紫外光：波长小于400nm的光 红外光：波长大于760nm的光
光的色散 如果让一束白光通过三棱镜，就分解为红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光的现象。 12 2012年10月
2012年10月
200~360nm
28
第三节 紫外-可见分光光度计
（二）单色器
将来自光源的复合光，按波长顺序色散
分离出所需波长的单色光
包括狭缝、准直镜、色散元件 色散元件 棱镜——对不同波长的光折射率不同
分出光波长不等距 光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
2012年10月 29
单色器光路示意图
显色时间
干扰的消除
2012年10月 40
绘制A-t曲线
二、测定条件的选择

（一）. 入射光波长的选择
选择最大吸收波长λmax作为测量波长
（二）. 吸收度范围的选择
透光率T在20%～65%
吸收度A在0.7～0.2

（三）.参比溶液的选择
测量待测溶液的吸光度时，先用参比液调节透光度为
2012年10月
35
第三节 紫外-可见分光光度计
4.多道分光光度
计
特点
采用了多道光子
检测器， 能快速扫描 分辨率高，可达 1nm～2nm 2012年10月 价格昂贵
36
第四节 分析条件的选择
一、
显色反应条件的选择 二、 测定条件的选择
2012年10月
37
一、 显色反应条件的选择
2012年10月
30
第三节 紫外-可见分光光度计
3.吸收池
盛放样品溶液 普通玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光 区 石英玻璃——不吸收紫外光，用于紫外和可见 光区 要求
(1)盛参比溶液与盛样品溶液的吸收池应互相匹配 (2)测定吸光系数或测定样品时，要求吸收池有准
确的厚度 2012年10月 (3)吸收池两光面易损蚀，注意保护
2012年10月 25
第二节 紫外-可见分光光度法基本原理
三、偏离光的吸收
定律的原因
(一) 化学因素
1.吸光物质的浓度
Beer定律适用的前提：
(二) 光学因素
1．非单色光的影响
2．杂散光的影响
3．反射光和散色光
稀溶液(<0.01mol/L)
2.吸光物质不稳定
的影响 4．非平行光的影响
质的颜色由它透过光的颜色来决定。
2012年10月 14
第一节 概述
溶液
溶液呈现不同的颜色，是由于溶液中的质
点(分子或离子)选择性的吸收某种颜色的光 所引起的。
如果各种颜色的光透过程度相同，这种物质就
是无色透明。 如果只让一部分波长的光透过，其他波长的光 被吸收，则溶液就呈现出透过光的颜色，也就 是溶液呈现的是与它吸收的光成互补色的颜色。 15 2012年10月
2012年10月
2
第一节 概述
一、光谱分析的基本概念 光学分析法
根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射
的相互作用所建立起来的分析方法。
（一）分类
光谱分析法 非光谱分析法
2012年10月 3
第一节 概述
1.光谱分析法
利用物质的光谱进行定性、定量分
析和结构分析的方法。
光谱
当物质与辐射能相互作用时，物质
第一节 概述
（三）光的性质
波粒二象性
1. 光的波动性
光的反射、折射、偏振、干涉、衍射 参数：波长(λ)、频率(γ)或波数(σ) 相互关系：
n=
2012年10月
c
l
，s =
1
l
10
第一节 概述
2. 光的粒子性
光波是由一颗颗不连续的光子构成的光
子流。
光的吸收、光的发射、光电效应 参数：能量(E) 光子的能量与光波的频率或波数的关系：
2012年10月 33
第三节 紫外-可见分光光度计
2.单波长双光束分光光度计
特点：
不用拉动吸收池，可以减小移动误差 对光源要求不高 可以自动扫描吸收光谱
2012年10月
34
第三节 紫外-可见分光光度计
3.双波长分光光度计
特点： 利用吸光度差值定量 消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
对光的选择性吸收建立起来的分析方法。
研究物质在紫外-可见光区分子吸收光谱的分析
方法称为紫外-可见分光光度法（ultraviolet and visible spectrophotometry，UV-vis）
紫外-可见吸收光谱属于分子光谱 紫外-可见光的波长范围200nm～1000nm
2012年10月 9
2012年10月 20
第二节 紫外-可见分光光度法基本原理

（三）吸光系数
1. 摩尔吸光系数 ，溶液的浓度为1mol/L
用ε表示。 2. 比吸光系数 又称百分吸光系数，溶液 浓度为1%（g/100ml），用E 1cm1%表示。 3.ε和E 1cm1%的关系：
2012年原理
红 紫 橙
第一节 概述
蓝 白光 黄
单色光 复合光
青蓝 青
绿
只具有一种颜色的光。(是理想的光) 每种颜色的光具有一定的波长范围。由不
同波长的光混合而成的光称为复合光。
白光是复合光。
互补色光
适当选配两种颜色的光按一定的强度比例
混合，可以获得白光，则这两种色光称为 互补色光。 13 2012年10月


影响吸光系数的因素 物质的性质不同 溶剂 入射光波长 吸光系数的意义 吸光系数越大，溶液对光的吸收越多，测 定方法的灵敏度越高。
2012年10月
22
第二节 紫外-可见分光光度法基本原理

例1 用双硫腙法测定Cd2+溶液的吸光度。当Cd2+溶 液的浓度为14μg/100ml，在最大吸收波长520nm 处测得吸光度为0.44，吸收池厚度为2cm，求其比 吸光系数和摩尔吸光系数。