紫外-可见分光光度计的结构
- 格式:ppt
- 大小:2.20 MB
- 文档页数:17
紫外可见分光光度计的结构紫外可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)是一种广泛应用于化学、生物、环境科学等领域的实验仪器。
它通过测量物质在紫外-可见光波段的吸收或透过光的强度来研究溶液的结构和浓度。
下面将详细介绍紫外可见分光光度计的结构。
1.光源:光源是紫外可见分光光度计的重要组成部分。
常用的光源有氘灯(D2灯)和钨灯(W灯)。
氘灯主要用于紫外光波段,钨灯主要用于可见光波段。
光源的稳定性和亮度决定了测量的精确性和灵敏度。
2.参比池:参比池用于校正光源的强度和波长。
它通常由空气或溶剂组成,并通过选择适当的光栅和检测光束经过参比池进行定标。
参比池还可以校正系统中的漂移误差。
3.单色器:单色器用于选择特定波长的光。
它通过光栅的作用使得散射的光只在特定波长被反射,从而实现波长的选择。
4.试样室:试样室是实验样品放置的位置。
样品溶液通过专门的试样室进入,在试样室中通过光束与光传感器之间交互作用,并测量光的强度或吸收。
5. 检测器:检测器是紫外可见分光光度计的核心部件之一、最常用的检测器是光敏电阻器(Photodiode)或光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)。
光敏电阻器根据光的强度变化产生电信号,PMT则将光子转换为电子,并放大电信号。
6.数据处理系统:数据处理系统通常由计算机软件和控制电路组成,用于控制光源、接受和处理光信号,显示测量结果。
它还可以进行光谱图像的处理和分析,如波长校正、拟合曲线等。
紫外可见分光光度计的工作原理:当光束通过试样时,被溶液中的化合物吸收,导致光的强度减弱。
根据比尔-朗伯定律,光的吸收与溶液中物质的浓度成正比。
通过测量进入和离开试样室的光的强度,可以计算出溶液中物质的浓度。
总结起来,紫外可见分光光度计由光源、参比池、单色器、试样室、检测器和数据处理系统等部件构成。
它通过选择特定波长的光,测量样品吸收或透过光的强度,来研究溶液的结构和浓度。
紫外-可见分光光度法简介紫外-可见分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry, UV-VIS),它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用,对物质进行定性分析、定量分析及结构分析, 所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。
按所吸收光的波长区域不同,分为紫外分光光度法和可见分光光度法,合称为紫外-可见分光光度法。
紫外--可见分光光度法:是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。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
吸收光谱描述物质分子对辐射吸收的程度随波长而变的函数关系曲线,称为吸收光谱或吸收曲线。
紫外-可见吸收光谱通常由一个或几个宽吸收谱带组成。
最大吸收波长(λmax)表示物质对辐射的特征吸收或选择吸收,它与分子中外层电子或价电子的结构(或成键、非键和反键电子)有关。
朗伯-比尔定律是分光光度法和比色法的基础。
这个定律表示:当一束具有I0强度的单色辐射照射到吸收层厚度为b,浓度为c的吸光物质时,辐射能的吸收依赖于该物质的浓度与吸收层的厚度。
其数学表达式为:式中的A 叫做吸光度;I0为入射辐射强度;I为透过吸收层的辐射强度;(I/I0)称紫藤为透射率T;ε是一个常数,叫做摩尔吸光系数,ε值愈大,分光光度法测定的灵敏度愈高。
紫外-可见分光光度计有稳定的、有足够输出功率的、能提供仪器使用波段的连续光谱,如钨灯、卤钨灯(波长范围350~2500纳米),氘灯或氢灯(180~460纳米),或可调谐染料激光光源等。
②单色器[1]。
它由入射、出射狭缝、透镜系统和色散元件(棱镜或光栅)组成,是用以产生高纯度单色光束的装置,其功能包括将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束。
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。
吸光度:指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数,用来衡量光被吸收程度的一个物理量。
吸光度用A表示。
透光率:透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。
吸光系数:单位浓度、单位厚度的吸光度摩尔吸光系数:一定波长下C为1mol/L ,l为1cm时的吸光度值百分吸光系数:一定波长下C为1%(w/v) ,l为1cm时的吸光度值发色团:分子中能吸收紫外或可见光的结构单元,含有非键轨道和n分子轨道的电子体系,能引起π→π*跃迁和n→ π*跃迁,助色团:一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团,如-OH、-NH3、-SH及一些卤族元素等。
这些基团中都含有孤对电子,它们能与生色团中n电子相互作用,使π→π*跃迁跃迁能量降低并引起吸收峰位移。
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)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:σ→σ*跃迁,跃迁所需能量最大;n →σ*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。
紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计原理是:分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后,发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。
它是带状光谱,反映了分子中某些基团的信息。
可以用标准光谱图再结合其它手段进行定性分析。
根据Lambert-Beer定律:A=εbc,(A为吸光度,ε为摩尔吸光系数b为液池厚度,c为溶液浓度)可以对溶液进行定量分析。
你可以用紫外可见分光光度计测定定三种农药的波长在某溶液中的最大、最小吸收波长。
配制溶液-在光谱检测项下进行-调整检测光谱范围及速度--扫描光谱图--吸光度最大处对应波长为最大吸收波长,吸光度最小处对应的波长为最小吸收波长。
1.光源灯;2.滤光片;3.球面反射镜;4.入射狭缝;5.保护玻璃;6.平面反射镜;7.准直镜;8.光栅;9.保护玻璃;10.出射狭缝; 11.聚光镜;12.试样室; 13.光门;14.光电管.分光光度计工作原理:由光源灯(1)发出连续辐射光线,经滤光片(2)和球面反射镜(3)至单色器的入射狭缝(4)聚焦成像,光束通过入射狭缝(4)经平面反射镜(6)到准直镜(7)产生平行光,射至光栅(8)上色散后又以准直镜(7)聚焦在出射狭缝(10)上形成一连续光谱,由出射狭缝选择射出一定波长的单色光,经聚光镜(11)聚光后,通过试样室(12)中的测试溶液部分吸收后,光经光门(13)再照射到光电管(14)上.调整仪器,使透光度为100%,再移动试样架拉手,使同一单色光通过测试溶液后照射到光电管上.如果被测样品有光吸收现象,光量减弱放大器处理,将光能的变化程度通过数字显示器显示出来.可根据需要直接在数字显示器上读取透光度(T),吸光度(A)或浓度(C).基本操作:(1)通电---仪器自检----预热20min;(2)用键设置测试方式:透射比(T),吸光度(A),已知标样浓度方式(C)和已知标样浓度斜率(K)方式;(3)波长选择:用波长调节旋钮设置所需的单色光波长;(4)放样顺序:打开样品室盖,在1~4号放置比色皿槽中,依次放入%T校具(黑体),参比液,样品液1和样品液2.(5)校具(黑体)校"0.000":将%T校具(黑体)置入光路,在T方式下按"%T"键,此时仪器自动校正后显示"0.000"(6)参比液校"100"%T或"0.000"A:将参比液拉入光路中,按"0A/100%T"键调0A/100%T,此时仪器显示"BLA",表示仪器正在自动校正,校正完毕后显示"100"%T 或"0.000"A后,表示校正完毕,可以进行样品测定.(7)样品测定:将两样品液分别拉入光路中,此时若在"T"方式下则可依次显示样品的透射比(透光度)若在"A"方式下,则显示测得的样品吸光度.7200型光栅分光光度计的使用注意事项(1)(1) 预热是保证仪器准确稳定的重要步骤.(2) 比色皿的清洁程度,直接影响实验结果.因此,特别要将比色皿清洗干净.先用自来水将用过的比色皿反复冲洗,然后用蒸馏水淋洗,倒立于滤纸片上,待干后再收回比色皿盒中.必要时,还要对比色皿进行更精细的处理,如用浓硝酸或铬酸洗液浸泡,冲洗.(3) 比色皿与分光光度计应配套使用,否则会引起较大的实验误差. 比色皿不能单个调换 1.3 7200型光栅分光光度计的使用注意事项(2)(4) 比色皿内盛液应为其容量的2/3,过少会影响实验结果,过多易在测量过程中外溢,污染仪器. 比色皿中试样装入量应为2/3~3/4之间(5) 拿放比色皿时,应持其"毛面",杜绝接触光路通过的"光面".如比色皿外表面有液体,应用绸布拭干,以保证光路通过时不受影响.(6) 若待测液浓度过大,应选用短光径的比色皿,一般应使吸光度读数处于0.1~0.8范围内为宜.由于测定空白,标准和待测溶液时使用同样光径的比色皿,故不必考虑因光径变化而引起的影响.UV-754型紫外-可见分光光度计正确使用方法2.1 紫外分光光度计法概述(1)2.1.1定义用紫外光源通过分光光度技术对物质进行测定的方法叫作紫外分光光度法.所使用的仪器叫作紫外分光光度计.2.1.2原理因为许多化合物的分子结构中存在共轭双键,在200~400nm的紫外光区具有吸收光的特性,所以无需进行显色反应便能直接测定.2.1.3应用常用于对蛋白质和核酸进行定性,定量测定.蛋白质分子中所含酪氨酸,色氨酸和苯丙氨酸等芳香族氨基酸残基在波长280nm处具有最大吸收峰.故常用波长280nm处的吸光度测定蛋白质的浓度.2.1.4特点(1) 组成核酸的碱基也含有共轭双键,其最大吸收峰的波长在260nm处.但在280nm处也有一定的光吸收,对蛋白质的测定有一定的干扰作用.若分别测定280nm和260nm处的吸光度,可通过经验公式消除核酸对蛋白质测定的影响. (2)可对微量蛋白质(1~10g/L)不需显色,进行直接定量测定.因此操作简便,而且可回收样品.此外,盐类在280nm处无光吸收,少量盐类也不会影响测定结果.(3)紫外分光光度法完全符合Lambert-Beer定律的基本原理.在其它条件保持一致的情况下,被测溶液的吸光度与被测溶液的浓度成正比.2.2 UV-754型分光光度计的结构和工作原理2.2.1仪器结构由光源(钨灯或氚灯),单色器,试样室,接受器(光电管),微电流放大器,A/C 转换器,打印机,键盘和显示器等部件组成.微处理机(CPU)通过输入,输出口(I/O)对微电流放大器,显示器和打印机等部件进行控制,实现仪器的整体功能.2.2.2工作原理UV-7 5 4型紫外-可见分光光度计光学系统1.氚灯;2.钨灯;3.滤光镜;4.聚光镜;5.入射狭缝;6.平面;7.准直镜;8.光栅;9.出射狭缝; 10.聚光镜; 11.试样室; 12.光门; 13.光电管2.2.2工作原理由光源氚灯或钨灯(1或2)发出连续辐射光线经滤光镜(3)和聚光镜(4)至单色器入射狭缝(5)处聚焦成像,再经平面反射镜(6)反射至准直镜(7)产生平行光射至光栅(8)在光栅上色散后又经准直镜(7)聚焦在出射狭缝(9)上成一连续光谱,经出射狭缝射出的光在聚光镜(10)聚光后分别通过试样室 (11)中的空白溶液(或对照溶液),标准溶液或样品溶液,被部分吸收后光经光门(12)再照射到光电管(13)上.被光电管接收的光信号再被转换成电信号,后者通过输入,输出口(I/O).进入微处理机进行调零,变换对数,浓度计算以及打印数据等处理,将检测结果通过显示器和打印系统显示出来.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(外型)2.3.1 UV-754型紫外可见分光光度计1.试样架拉手;2.键盘部分;3.数据打印;4.波长刻度盘;5.波长手轮;6.电源汗关;7.氚灯触发按钮;8.光源室.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘) UV-754型紫外-可见分光光度计键盘详细内容说明如下:2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘内容1) ①功能键: F1~F8,暂无功能,备扩展使用. ② T键: 具有三种透光度状态调节功能.③ A/C键:吸光度/浓度转换键,按此键可分别表示"吸光度0~3A","吸光度0~","吸光度0~0.1A"和"浓度"四种状态.④送入键:只在"A/C键"处于"浓度"状态时才起作用. ⑤打印键:手动方式时有效,每按一次,便打印一次数据.⑥控制键:在分别使用"设定+","设定一","倍率","显示方式"和"打印方式"各键时,需与控制键分别联合使用才起作用.⑦设定+键:在"A/C键"处于"浓度"状态时才能设定"标准浓度值","斜率K值"或"斜率B值"等数据.其功能是将设定数值增加.2.3 UV-754型分光光度计使用方法(键盘内容2) ⑧设定- 键:是使设定数值减小,操作与"设定+键"类同.⑨倍率键:用来设定标准溶液浓度的放大倍数.有"1","0.1"和"0.01"三档,与"控制键"同时按下,倍率便发生相应的变化.⑩显示方式键:可表示"积分","浓度"和"样品号"三种状态.(11) 打印方式键:存在"自动"(每移动一次试样架,仪器自动打印一次数据),"方式1"(手动方式,每按一次此键,仪器打印一次数据)和"方式2"(每分钟定时打印一次数据)三种状态.每与"控制键"同时按一次此键便改变一个状态.(12) 送纸键:每按一次此键,仪器移动一次打印纸. (13) TAC:数字显示器显示测定结果或输入的数据. 2.3.2 UV-754型紫外可见分光光度计使用方法(1) (1)测试准备①将盛有"空白"或"对照"溶液的比色皿处于试样室光路位置; ②选择波长旋动波长手轮选定所需波长;③确定光源波长在200~290nm时,选择氚灯为光源;波长在290~360nm时,同时以氚灯和钨灯为光源;波长在360~850nm时,选择钨灯为光源;若使用氚灯,需按氚灯触发按钮启动;④仪器自检显示器显示"754"后,数字显示出现"100.0",表明仪器通过自检程序,此时仪器进入"0~100%","连续"和"自动"状态(打印系统处于自动打印状态)⑤仪器预热30min后方可进行测试.2.3.2 UV-754型紫外可见分光光度计使用方法测试过程①数字显示透光度"100.0"(或吸光度"0.00")2~3s后,将盛有标准溶液的比色皿移至光路,打印系统便自动打印出所得数据;②将盛有样品溶液的比色皿移至光路,打印系统即自动打印出该样品的数据.待第一个样品数据打印完毕后,将第二个样品置于试样室光路………,若有多个样品,操作以此类推。
紫外-可见分光光度法:1 紫外光谱法测苯甲酸钠含量的实验中使用的是玻璃吸收池还是石英吸收池?为什么?2 简述紫外-可见分光光度计的基本结构。
3 紫外-可见分光光度计中使用的光源有哪些?4苯甲酸测定中制作A-λ吸收曲线的目的是什么?5采用标准比较法求样品中苯甲酸钠的含量,计算原理是什么?6 荧光分光光度法测药片中VB2含量的实验中使用的比色皿是四面透光还是两面透光?为什么?7 物质的摩尔吸光系数和哪些因素有关?8 实验中如何确定物质的摩尔吸光系数?荧光分光光度法:1 简述荧光-分光光度计的基本结构。
2 荧光分光光度计中使用的光源是什么?3荧光分光光度计中第一单色器和第二单色器为什么不在一条直线上,而是呈90°角?4荧光分光光度法测定物质浓度的基本原理是什么?5荧光分光光度计中使用哪种灯提供光源?简述分子荧光法中维生素B2荧光波长的是多少?原子吸收分光光度法1简述火焰原子分光光度计的基本结构。
2火焰原子分光光度计中使用的光源是什么?3火焰原子分光光度计中,火焰是由哪两种气体燃烧产生的?4原子化器的作用是什么?自动电位滴定法:1电位滴定法测定VB1中Cl含量的实验中,所使用的指示电极和参比电极分别是什么?2电位滴定法较指示剂法有何优点?3 电位滴定法测定VB1中Cl含量的实验中,所使用的标准滴定溶液是什么?4电位滴定法测定VB1中Cl含量的实验中,如何确定滴定终点?5电位滴定法测定VB1中Cl含量的实验中,滴定操作时应注意哪些问题?气相色谱法1简述气相色谱仪的基本结构。
2简述气相色谱法分离原理。
3气相色谱法测定含量的实验中,流动相是什么?纯度有什么要求?4气相色谱法测定含量的实验中,使用的气体有哪些?5气相色谱法测定含量的实验中,使用的检测器是什么?6气相色谱法测定含量的实验中,使用的色谱柱是什么?7气相色谱法测定含量的实验中,定量分析的依据是什么?8常用气相色谱法的定性、主要有哪些定性方法。