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紫外可见吸收光谱分析法紫外可见吸收光谱分析法是一种广泛应用于化学、生物、环境科学等领域的检测方法，通过测定物质对紫外可见光的吸收特性来获得有关物质的结构和浓度等信息。
本文将详细介绍紫外可见光谱分析法的原理、仪器和应用等方面，以及其在药物、环境、食品等领域的具体应用。
首先，紫外可见光谱的基本原理是根据物质对不同波长的紫外或可见光的吸收特性来确定其浓度或进行定性分析。
在紫外可见光谱中，紫外光波长范围为200-400nm，可见光波长范围为400-800nm。
当物质吸收光线时，其分子内的电子从基态跃迁到激发态，吸收能量取决于分子内电子的能级跃迁，这将导致光谱吸收峰的出现。
物质的吸收光谱图形反映了不同波长的光线对物质的吸收能力，吸收峰的强度与物质的浓度成正比。
为了进行紫外可见光谱分析，需要使用紫外可见分光光度计。
该仪器由光源、样品室、单色器、检测器和计算机等组成。
光源发出广谱连续光，在单色器中，只有特定波长的光通过，其他波长的光被滤除。
样品放在样品室中，光线穿过样品后到达检测器。
检测器将光强度转换为电信号，并将信号输出到计算机进行分析。
紫外可见光谱分析法在各个领域有广泛的应用。
在药物领域，紫外可见光谱可用于药物成分的定量分析。
例如，可以通过对药物溶液的吸光度测定得到药物的浓度，从而判断药物的纯度和含量。
在环境领域，紫外可见光谱可以用于水质和大气污染物的监测。
通过检测水样中有机物和无机物的紫外可见吸收光谱，可以对水质进行评估和监测。
同时，还可以使用紫外可见光谱分析法来检测大气中的有害气体，如二氧化硫和氮氧化物等。
此外，紫外可见光谱分析法还在食品行业中得到了应用。
例如，可以利用该方法检测食品中的添加剂，如防腐剂和色素等，以确保食品的安全性和质量。
紫外可见光谱分析法还可用于检测食品中的重金属和农药残留物，以保障消费者的健康和权益。
综上所述，紫外可见吸收光谱分析法是一种快速、准确、灵敏的分析方法，可以广泛应用于化学、生物、环境科学等领域。
紫外吸收光谱分析原理
紫外吸收光谱分析是一种常用的分析方法，用于测定物质在紫外光波段的吸收特性。
其原理基于分子在紫外光波长的辐射下，会吸收特定波长的光能，而波长较短的紫外光可以提供充分的能量，使得分子的电子跃迁至能级更高的激发态。
在紫外吸收光谱分析中，常用的仪器是紫外可见分光光度计。
该仪器通过使用一束连续可见光谱范围的光源，并将光分成几种不同波长的组分。
这束光线经过样品后，会发生吸收作用，被吸收的光能量与样品中存在的物质量成正比。
未被吸收的光线则通过光谱仪，最终转化为一个电子信号。
在分析过程中，将样品和参比物(一般是纯溶剂)分别放入两个
光路，并测量它们的吸收谱线。
通过比较两者的吸收度差异，可以得到样品物质在不同波长下的吸收特性。
这种减法方法可以排除溶剂本身的吸收对结果的影响，提高测量的准确性。
紫外吸收光谱分析在许多领域中都有广泛的应用，特别是在药学、生物化学和环境监测等领域。
通过测定样品的吸收谱线，可以定量测定物质的浓度、检测它们的组分以及判断样品的纯度。
同时，该分析方法快速、灵敏度高，无损伤性，不需要特殊样品处理，是一种非常有效的分析手段。
第五章紫外吸收光谱分析概述电子跃迁与分子吸收光谱物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动（3）分子本身绕其重心的转动。
分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量。
分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er即: E＝Ee+Ev+ErΔΕe>ΔΕv>ΔΕr能级跃迁电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
电磁辐射的基本性质电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量；c =λν =ν/σE = hν = h c /λc ：光速=2.998×1010cm·s；λ：波长；ν：频率；σ：波数；E ：能量；h ：普朗克常数＝6.624×10-34J·s电磁辐射具有波动性和微粒性；E = E2 - E1 = h= h c /λ电磁γ射线：5～140 pmX射线：10－3～10 nm光学区：10～1000 μm远紫外区：10～200 nm近紫外区：200～380 nm可见区：380～780 nm近红外区：0.78～2.5μm中红外区：2.5～50μm远红外区：50～1000μm微波：0.1 mm～1 m无线电波：>1 m幅射的波长分布无机络合物吸收带主要是由电荷转移跃迁和配位场跃迁而产生的。
电荷转移跃迁的摩尔吸收系数很大，根据朗伯-比尔定律，可以建立这些络合物的定量分析方法。
应用：1．定量分析：有色物质→可见光区：340~800nm对紫外线有吸收的无色物质→紫外光区：200~340nm灵敏度ppm, 精密度RSD:0.5%2．定性分析：提供某些分子的部分结构信息例：苯的B带吸收（230~270nm间出现7个精细结构的峰）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。
电子跃迁所需能量大小为：σ→σ*＞ n →σ*＞π→π* ＞n →π*有机化合物吸收可见光或紫外光，σ、π和n 电子就跃迁到高能态，可能产生的跃迁有σ→σ*、n →σ*、π→π*和n →π*。
各种跃迁所需要的能量或吸收波长与有机化合物的基团、结构有密切关系，根据此原理进行有机化合物的定性和结构分析。
第二节 吸收定律与光谱图 一·朗伯—比耳定律㈠吸光度(A)的定义当一束平行光通过均匀的溶液介质时，光的一部分被吸收，一部分被器皿反射。
设入射光强度为I0，透射光强度为It 。
则吸光度(A)表示物质对光的吸收程度，其定义为:tI I A 0lg=㈡朗伯-比耳定律(Lambert-Beer)是光吸收的基本定律，俗称光吸收定量分析的依据和基础。
⒈当C 采用重量单位时，吸收定律表达为: A=abc 式中： a ：吸光系数L/g*cm b ：光程，cm c ：浓度，g/L 可知：A 与c 呈线形关系，为定量分析的理论依据2.当C 采用摩尔浓度时，吸收定律表达为: A=εb c ε:摩尔吸光系数，L/mol ·cm c: 摩尔浓度，mol/L ㈢透光率（T ）定义为：I I T t=则：TA 1lg=应用：仪器的调整T（%）：0 ~ 100（全吸收）（无吸收）A：∞~ 0二、紫外吸收光谱的产生电子跃迁时，伴随着分子振、转能级的改变，加之溶剂的作用，一般UV谱图不会呈现尖锐的吸收峰，而是一些胖胖的平滑的峰包1.概述紫外吸收光谱：分子中价电子能级跃迁。
波长范围：100-800 nm.(1) 远紫外光区: 100-200nm(2) 近紫外光区: 200-400nm(3)可见光区:400-800nm用于结构鉴定和定量分析。
电子跃迁同时，伴随着振动转动能级的跃迁;带状光谱。
2.物质对光的选择性吸收及吸收曲线M + hν→M *基态激发态E1 （△E）E2∆E = E2 - E1 = hν用不同波长的单色光照射，测吸光度;定义：固定试样浓度和吸收池厚度，以吸收度（或透光率）对波长所作的曲线.[例] 0.001mol·L-1高锰酸钾和重铬酸钾光谱图。
250 300 3501234ελ几种有机化合物的吸收光谱图。
电子跃迁时，伴随着分子振、转能级的改变，加之溶剂的作用，一般UV谱图不会呈现尖锐的吸收峰，而是一些胖胖的平滑的峰包.浓度与吸收曲线紫外-可见吸收光谱图的应用定量：一般总有一最大吸收峰，其对应波长称为最大吸收波长（λmax）,往往以λmax作为定量分析时的单色光波长，可最大限度地提高灵敏度。
简单定性，回答“是不是”的问题。
紫外-可见光分光光度计光分析的基本过程：（1）能源提供能量；（2）能量与被测物之间的相互作用；（3）产生信号。
基本特点：（1）所有光分析法均包含三个基本过程；（2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；（3）涉及大量光学元器件（1）所有光分析法均包含三个基本过程；（2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；（3）涉及大量光学元器件二、基本光路图三、主要部件（以单光束分光光度计为例）1. 光源：提供稳定的复合光可见光区：钨灯、碘钨灯。
其辐射波长范围在320～2500 nm。
紫外区：氢灯、氘灯。
发射185～400 nm的连续光谱2. 单色器①色散元件作用：将复合光分解成连续单色光A. 棱镜（靠折射作用分光）可以得到波长非均匀分布的的连续光谱，光强损失较大棱镜（Prism）：棱镜的色散作用是基于构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的折射率。
波长大的折射率小，波长小的折射率大。
棱镜：依据不同波长光通过棱镜时折射率不同光栅：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、2400条/mm )。
提供波长均匀分布的连续光谱，可用于吸收光谱的自动扫描。
原理：利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光. 光栅例：7530型紫外—可见光分光光度计。
步进马达带动光栅，得到匀速变化的单色光。
光栅制作： 机刻 600～2880条/mm 复制光栅（照相，化学腐蚀）2. 单色器 ②狭缝由锐边金属片组成A. 入射狭缝：位于光源与色散元件之间。
作用 ：是限制杂散光进入色散元件。
B. 出口狭缝：位于色散元件与吸收池之间。
作用：把额定波长单色光分离出单色器2. 单色器狭缝宽度可调定性分析时，窄一点，单色光纯，但光强弱。
定量分析时，宽一点，灵敏度高。
例：7530型分光光度计 0.2nm ，1.0nm ，2.0nm 3. 吸收池（也可称为比色皿、样品池） 作用：盛放试液。
①材料A. 普通光学玻璃：用于可见光区，因为它吸收紫外光。
B. 石英玻璃：用于紫外光区，亦可用于可见光区。
入射狭缝准直透镜棱镜聚焦透镜出射狭缝3. 吸收池（也可称为比色皿、样品池）②宽度：0.5cm，1cm，2cm③使用注意事项固定使用同一比色皿，因为每个比色皿的壁厚、光程、吸光特性等不尽相同。
4. 检测器一类光电转换元件。
常用类型有：①光电池②光电管③光电倍增管4. 检测器①光电池对500~600nm光灵敏，用于可见光区。
容易产生疲劳效应，便易。
72G型光电比色计。
②光电管灵敏度比光电池大例：721型可见光分光光度计③光电倍增管对光特别敏感，灵敏度比光电管高200倍。
对供电量要求高，需要达到0.01～0.05%的稳定性。
1个光子产生106~107个电子5. 显示器将检测器产生的光电流用直观的形式显示出来。
例： 72G 型 722型 7530型 电表指针显示 数字形式显示 屏幕形式显示 第四节 测试条件 一、分析波长1.一般情况下，选λmax 作分析波长，以便获得最高的灵敏度。
抽真空 Grill2.对于高浓度样品，为保证足够的工作直线的线形范围，可选用灵敏度较低的吸收峰波长。
3.λmax 受到其它波峰干扰时，可选用别的 吸收峰波长。
二、出口狭缝宽度最佳宽度的选择方法：在A 不减小时的最大狭缝宽度。
（因为，在一定宽度范围内，A 不变；过大时，由于干扰谱带或非吸收光出现在光谱通带内，A 减小。
） 合适的吸收度范围根据吸收定律，A=0.4343时，吸收度测试量误差最小。
实际工作中，将试样吸收度控制在0.2～0.8之间。
控制方法：选择合适的比色皿宽度，稀释待测样等 第五节 试样体系条件的选择 显色反应在分光光度分析中，利用显色反应把待测组分X 转变为有色化合物，然后再进行测定。
使试样中的被测组分与化学试剂作用生成有色化合物的反应叫显色反应。
mX （待测物）＋nR （显色剂）＝XmRn （有色化合物）应，其中绝大多数是配位反应。
选择显色反应的一般标准1、灵敏度高 选择ε 较大(104～105)的显色反应。
2、选择性好 显色剂仅与被测组分显色而与其它共存组分不显色。
避免共存组分干扰。
3、有色物组成固定 如：Fe3+ + 磺基水杨酸 → 三磺基水杨酸铁(黄色)（组成固定） Fe3+ + SCN- → FeSCN2+、 Fe(SCN)2+ …… （组成不固定）4、 有色物稳定性高 其它离子干扰才小。
如三磺基水杨酸铁的Kf =1042 , F- 、H3PO4 对它无干扰。
5、显色过程易于控制 而且有色化合物与显色剂之间的颜色差别应尽可能大。
一、 酸碱度 ①影响显色剂的平衡浓度和颜色HR ⇌ H+ + R- nR- + Mn+ ⇌ MRn ②影响被测物质的存在状态pH 升高，M →M(OH)……M(OH)n 甚至↓ ③影响络合物的组成及颜色在pH ＝2～3 Fe(ssal)+ 紫红色 在pH ＝4～7 Fe(ssal)22- 棕橙色 在pH ＝8～10 Fe(ssal)3 黄 色 在pH>12 Fe(OH)3 沉 淀pH 会影响显色剂的解离，被测离子的水解等，所以，要选择最佳酸度，并用缓冲液来控制。
nmR MR 60||max max >-=∆λλλ选择最佳pH 值方法：固定试液浓度，改变pH 值测A ，做A-pH 图，找出对A 影响最小的pH 值范围。
二 、显色剂浓度 1、显色剂的用量显色反应一般可表示为M+R ⇌ MR 显色剂用量 ，适当过量。
2、最佳浓度选择作A-C 显色剂图，找出对A 影响最小的浓度范围 三 、显色时间显色反应有快慢，有的有色配合物容易褪色，因此不同的显色反应需放置不同的时间，并在一定的时间范围内进行比色测定。
试液自加入显色剂等且定容后开始计时，测A ，制作A －t 曲线，(2)、(3)用秒表控时试液颜色常随时间而变化。
1. 找到对颜色变化影响最小的时间段2. 每个试液都要有相同的显色时间。
