仪器分析实验讲义(全部)
1 仪器分析实验
实验1 邻二氮菲分光光度法测定铁
一、实验原理
邻二氮菲(phen)和Fe2+在pH3～9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合
物Fe（phen） 32+,其lgK=21.3，κ508=1。1 × 104L·mol—1·cm—1，铁含量在0.1～
6μg·mL—1范围内遵守比尔定律。其吸收曲线如图1-1所示。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe3+全部还原为Fe2+,然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下：
2Fe3++2NH2OH·HC1＝2Fe2++N2↑+2H2O+4H++2C1－
图1—1 邻二氮菲一铁(Ⅱ)的吸收曲线
用分光光度法测定物质的含量,一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的
标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度(A）,以溶液的浓度为横
坐标,相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线.在同样实验条件下，测定待测溶
液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样
中被测物质的质量浓度。
二、仪器和试剂
1．仪器 721或722型分光光度计。 仪器分析实验讲义(全部)
2 2．试剂
(1)0。1 mg·L—1铁标准储备液 准确称取0.702 0 g NH4Fe（S04）2·6H20置于烧杯中,加少量水和20 mL 1：1H2S04溶液，溶解后,定量转移到1L容量瓶中，用水稀释至刻度,摇匀。
(2)10—3 moL-1铁标准溶液 可用铁储备液稀释配制。
（3）100 g·L-1盐酸羟胺水溶液 用时现配.
（4）1。5 g·L—1邻二氮菲水溶液 避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。
（5）1。0 mol·L—1叫乙酸钠溶液。
（6）0.1 mol·L—1氢氧化钠溶液。
三、实验步骤
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。
（完整版）紫外—可见分光光度法教案
第五章紫外—可见分光光度法
一．教学内容
1．紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点）
2．吸收定律及其发射偏差的原因
3．仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正
4．分析条件的选择
5．应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用
二．重点与难点
1．比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值
2．进行化合物的定性分析、结构判断
3．定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法）
4．物理化学常数的测定
三．教学要求
1．较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用2．熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择
3．较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理
4．运用各种类型光谱及的经验规则，判断不同的化合物
5．掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法
6．一般掌握某些新的分析技术
四．学时安排5学时
研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法称为紫外-可见分光光度法。紫外—可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。 第一节紫外—可见吸收光谱
一、分子吸收光谱的产生
在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。
若用△E电子、△E振动、△E转动分别表示电子能级、振动能
级转动能级差，即有△E
电子>△E
振动
>△E
转动
。处在同一电子
能级的分子，可能因其振动能量不同，而处在不同的振动能级上。当分子处在同一电子能级和同一振动能级时，它的能量还会因转动能量不同，而处在不同的转动能级上。所以分子的总能量可以认为
紫外-可见分光光度法
1 简述
紫外-可见分光光度法是在190-800nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。
定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。
物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm）或可见光区（400~850nm）产生吸收。通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为190~900nm。
紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为:
A=logT1=ECL
式中 A为吸光度;
T为透光率;
E为吸收系数;
C为溶液浓度;
L为光路长度。
如溶液的浓度（C）为1%（g/ml），光路长度（L）为lcm，相应的吸光度即为吸
收系数以%11cmE表示。如溶液的浓度（C）为摩尔浓度（mol/L），光路长度为lcm
时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以ε表示。
2 仪器
紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系统和数据处理系统等部分组成。
为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。
单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~40Onm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。光栅系将反射或透射光经衍射而达到色散作用，故常称为衍射光栅，光栅光谱是按波长作线性排列，故为匀排光谱，双光束仪器多用光栅为色散元件。
