第9章 紫外-可见分光光度分析法
9.1 紫外-可见分光光度分析法原理
紫外-可见分光光度法是利用物质的分子对200～800nm光的吸收特性进行分析测定的方法。
紫外-可见分光光度分析法的应用非常广泛，因为它具有以下特点。
①灵敏度高，测定下限可达10-8.
②选择性好，可在多种组分共存的溶液中，不经分离而测定某种欲测定的组分。
③通用性强，用途广泛。大部分无机元素都可用分光光度分析法测定，许多有机化合物的官能团，以及某些平衡常数、配位数等，也可用分光光度分析法测定。
④设备和操作简单，分析速度快。
⑤准确度较好，通常相对误差为2﹪～5﹪，适用于微量组分的测定。
9.1.1 物质对光的吸收
⑴光的颜色与波长 光是一种电磁辐射，在同一介质中直线传播，而且具有恒定的速度。光具有一定的波长和频率，人们眼睛能感觉到的光是可见光，它只是电磁辐射中的一小部分。各种颜色光的近似波长范围列于表9-1.
⑵光的色散与互补 当一束白光通过光学棱镜时，即可得到不同颜色的谱带也叫光谱，这种现象叫光的色散。白光经色散后成为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光，说明白光是由这7种颜色的光按一定比例混合而成的，所以叫复合光。将白光中不同颜色的光彼此分开，即可得到不同波长的单色光。如果只把白光中某一颜色的光分离出去，剩余的各种波长的光将不再是白光，而是呈现一定的颜色，这两种颜色称为“互补色”。例如在白光中分成蓝光，剩余的混合光呈黄色，因此黄色是蓝色的互补色，蓝色也是黄色的互补色。换句话说，若两种适当颜色的光，按一定的强度比例混合后能得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。这种色光的互补关系见表9-1。
表9-1 可见光中各种吸收光颜色、波长与物质颜色之间的关系
吸收波长／nm 吸收的颜色 互补色 吸收波长／nm 吸收的颜色 互补色
200～400 近紫外 570～590 黄 蓝
400～450 紫 黄绿 590～620 橙 绿蓝
紫外-可见分光光度法
紫外 - 可见分光光度法
紫外 - 可见分光光度法是在 190～800nm 波长范围内测定物质的汲取度，用于鉴识、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的汲取程度随光的波长不一样而变化。所以，经过测定物质在不一样波优点的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的汲取光谱。从汲取光谱中，可
以确立最大汲取波长λ max和最小汲取波长λ mim。物质的汲取光谱拥有与其构造有关的特点性。所以，能够经过特定波长范围内样品的光谱与比较光谱或比较品
光谱的比较，或经过确立最大汲取波长，或经过丈量两个特定波优点的汲取比值而鉴识物质。用于定量时，在最大汲取波优点丈量必定浓度样品溶液的吸光度，并与必定浓度的比较溶液的吸光度进行比较或采纳汲取系数法求算出样品溶液的浓度。
仪器的校订和检定
1. 波长 因为环境要素对机械部分的影响，仪器的波长常常会略有改动，所以除应按期对所用的仪器进行全面校订检定外，还应于测定前校订测定波长。
常用汞灯中的较强谱线 237.83nm、253.65nm、275.28nm、296.73nm、313.16nm、
334.15nm、365.02nm、404.66nm、435.83nm、546.07nm 与 576.96nm，或用仪器
中氘灯的 486.02nm与 656.10nm谱线进行校订，钬玻璃在波长 279.4nm、287.5nm、
333.7nm、360.9nm、418.5nm、460.0nm、484.5nm、536.2nm 与 637.5nm 处有尖
锐汲取峰，也可作波长校订用，但因根源不一样或跟着时间的推移会有细小的变
化，使用时应注意；最近几年来，试试由高氯酸狄溶液校订双光束仪器，以 10%高
氯酸溶液为溶剂，配置含氧化狄（ Ho2O3）4%的溶液，该溶液的汲取峰波长为
241.13nm,278.10nm,287.18nm,333.44nm,345.47nm,361.31nm,416.28nm,451.30nm,
28 第四章 紫外-可见分光光度法(UV-VIS)
教学重点: 原理、仪器构造、有机物分析中的应用
教学难点: 助色基团对生色基团的影响
§1 基本原理
一．定义
紫外-可见分光光度法又称为紫外-可见吸收光谱法.利用物质的分子对紫外光和可见光（200-800nm）的吸收来进行定性、定量分析及结构分析的一类方法.
二. 特点
1. 灵敏度高
可测定ug/mL级的物质,在某些条件下可达ng/mL级;
2. 准确度高
相对误差一般≤1%;
3. 选择性好
一般不需分离可测定多组份共存试液中的某个待测组份或多组份;
4. 操作简便、快速;
5. 应用范围广:
广泛用于无机和有机物的定性和定量测定外,还可用于结构分析以及有关物理化学常数如:平衡常数、配合物的配合比等的测定;不仅适用于微量组份的测定,而且也可用于常量组份(示差分光光度法)以及多组份同时测定.
三. 紫外-可见吸收曲线及定性、定量依据
当一束紫外或可见光照射分子时，若分子中的某些价电子的能级差△E电恰好等于某一波长(或频率)的紫外或可见光的光能时,则该波长(或频率)的光就会被该物质选择性地吸收,
价电子就会从基态跃迁到激发态.
以物质对不同波长的光的吸收程度A为纵坐标,以波长λ为横坐标作图,所绘制的A—λ曲线即为紫外-可见吸收光谱.见图。某物质的紫外-可见吸收光谱反应了它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况. 表现在波形、波峰的强度、位置及数目上. 分子内部电子能级的跃迁而产生的光谱位于紫外或可见区内.
不同的物质,其分子结构不同, 紫外-可见吸收光谱也就不同.从波形波峰的强度位置及数目据此可以进行定性和结构分析.
而物质对光的吸收程度A服从朗伯-比尔定律（定量基础）： 29 A= K LC
或:A=εLC
式中:A--吸光度; L--液层厚度,cm;C--物质的浓度; K—吸光系数;
当C为g· L-1时,K的单位为L· g-1· cm-1;
1．紫外可见分光光度法
1.1 概述
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。
紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律。即物质在一定波长的吸光度与它的吸收介质的厚度和吸光物质的浓度呈正比。
当分子中含有一个或更多的生色基团（即具有不饱和键的原子基团），辐射就会引起分子中电子能量的改变。常见的生色团有：
如果两个生色团之间只隔一个碳原子，则形成共轭基团，会使吸收带移向较长的波长处（即红移），且吸收带的强度显著增加。当分子中含有助色基团（有未共用电子对的基团）时，也会产生红移效应。常见的助色基团有：-OH, -NH2,
-SH, -Cl, -Br, -I。
紫外可见分光光度法从问世以来，在应用方面有了很大的发展，尤其是在相关学科发展的基础上，促使分光光度计仪器的不断创新，功能更加齐全，使得光度法的应用更拓宽了范围。目前，分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用，成为人们从事生产和科研的有力测试手段。我国在分析化学领域有着坚实的基础，在分光光度分析方法和仪器的制造方面在国际上都已达到一定的水平。
1.2 特点
分光光度法对于分析人员来说，可以说是最有用的工具之一。几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计。分光光度法的主要特点为：
（1） 应用广泛
由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收，因此均可借此法加以测定。到目前为止，几乎化学元素周期表上的所有元素（除少数放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法。
