岛津UV2550培训讲义课件

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1、岛津国际贸易（上海）有限公司 北京分析中心 杨桂香 Tel: (010) 85252310_350Fax: (010) 85252330E_mail:,岛津公司UV/Vis培训,紫外-可见分光光度计理论培训 (Ultraviolet and Visible Spectrophotometry, UV-Vis) 紫外-可见吸收光谱 吸收光谱的测量-Lambert-Beer 定律 紫外-可见分光光度计仪器组成 分析条件选择 UV-Vis分光光度法的应用 紫外-可见分光光度计的维护和保养 UV-Vis方法是分子光谱方法，它利用分子对外来辐射的吸收特性。 UV-Vis涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区

2、在160780nm. UV-Vis主要用于分子的定量分析，但紫外光谱(UV)为四大波谱之一，是 鉴定许多化合物，尤其是有机化合物的重要定性工具之一。,UVmini1240 UV1800 UV2450/2550,岛津紫外/可见分光光度计系列,UV3600 SolidSpec-3700(DUV),岛津紫外/可见分光光度计系列,紫外-可见吸收光谱,电磁波谱,一、分子吸收光谱的形成 1. 过程：运动的分子外层电子-吸收外来外来辐射-产生电子能级跃迁-分子吸收谱。,2. 能级组成：除了电子能级(Electron energy level)外，分子吸收能量将伴随着分子的振动和转动，即同时将发生振动(Vib

3、ration)能级和转动(Rotation)能级的跃迁！据量子力学理论，分子的振-转跃迁也是量子化的或者说将产生非连续谱。因此，分子的能量变化E为各种形式能量变化的总和： 其中Ee最大：1-10 eV; Ev次之：0.05-1 eV; Er最小：0.05 eV,能级跃迁示意图,电磁波与分子相互作用时产生能级跃迁：,各轨道能级高低顺序： n*； 可能的跃迁类型：-*；-*；-*；n-*；-*；n-*,-*：C-H共价键，如CH4（115nm）；C-C键，如C1H6(135nm)，处于 真空紫外区； -* : 和-*跃迁：尽管所需能量比上述-*跃迁能量小，但波长仍处于 真空紫外区； n-*：含有孤

4、对电子的分子，如H1O(167nm)；CH3OH(184nm)；CH3Cl (173nm);CH3I(158nm)；(CH3)1S(119nm)；(CH3)1O(184nm) CH3NH1(115nm)；(CH3)3N(117nm)，可见，大多数波长仍小于 200nm，处于近紫外区。 以上四种跃迁都与成键和反键轨道有关（-*，-*，-*和n-*），跃迁能量较高，这些跃迁所产生的吸收谱多位于真空紫外区，因而在此不加讨论。 只有-*和n-*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。,几个概念： 生色团（Chromogenesis group）： 分子

5、中含有非键或键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起n-* 和-*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。 助色团（Auxochromous group） ： 含有孤对电子，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团。 红移或蓝移（Redshift or blueshift）： 在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向（红移）或短波方向移动（蓝移）的现象。,吸收光谱的测量Lambert-Beer 定律,一、透射率T%,当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成正比，即 k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。 当浓

6、度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即 当浓度以mol/L表示时，称 k 为摩尔吸光系数，以 表示，即 比 a 更常用。 越大，表示方法的灵敏度越高。 与波长有关，因此， 常以表示。,样品吸光度 A 与光程 b 总是成正比。但当 b 一定时，A 与 c 并不总是成正比，即偏离 L-B 定律！这种偏离由样品性质和仪器决定。 1. 样品性质影响 a）待测物高浓度-吸收质点间隔变小质点间相互作用对特定辐射 的吸收能力发生变化- 变化； b）试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配 体数目改变等，会引起待测组份吸收曲线的变化； c）溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰

7、强度及位置产生影响； d）胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。,三、偏离 L-B 定律的因素,2. 仪器因素 仪器因素包括光源稳定性以及入射光的单色性等。 a）入射光的非单色性：不同光对所产生的吸收不同，可导致测定偏差。,b）谱带宽度与狭缝宽度：“单色光”仅是理想情况，经分光元件色散所得的“单色光”实际上是有一定波长范围的光谱带(即谱带宽度)。单色光的“纯度”与狭缝宽度有关，狭缝越窄，它所包含的波长范围越小，单色性越好。,紫外-可见光度计仪器组成,UV示意图,紫外-可见光度计仪器由光源、单色器、吸收池和检测器四部分组成。 一、光源 对光源基本要求：足够光强、稳定、连续辐射且强度随波长变化小。

8、1. 钨及碘钨灯：3401500 nm，多用在可见光区； 2. 氢灯和氘灯：160375nm，多用在紫外区。 二、单色器(Monochromator) 与原子吸收光度仪不同，在UV-Vis光度计中，单色器通常置于吸收池的前面！（可防止强光照射引起吸收池中一些物质的分解） 三、吸收池(Cell，Container)： 用于盛放样品。可用石英或玻璃两种材料制作，前者适于紫外区和可见光区；后者只适于可见光区。有些透明有机玻璃亦可用作吸收池。 四、检测器： 硅光电池、PMT、PDA,UV2450光路图,分光光度计的校正 当光度计使用一段时间后其波长和吸光度将出现漂移，因此需要对其进行校正。 波长标度校

9、正： 使用镨-钕玻璃（可见光区）和钬玻璃（紫外光区）进行校正。因为二者均有其各自的特征吸收峰。 吸光度标度校正： 采用 K2CrO4 标准液校正（在15oC时，于不同波长处测定0.04000g/L的 KOH 溶液（0.05mol/L）的吸光度 A，调整光度计使其A 达到指定的吸光度。,分析条件选择,一、仪器测量条件 由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。当分析高浓度的样品时，误差更大。 由L-B定律： 微分后得： 将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得 当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸光度读数误差最小！ 通常可

10、通过调节溶液浓度或改变光程b来控制A的读数在0.151.00范围内。,二、反应条件选择 显色剂的选择原则： 使配合物吸收系数 最大、选择性好、组成恒定、配合物稳定、显色剂吸收波长与配合物吸收波长相差大等。 2. 显色剂用量： 配位数与显色剂用量有关；在形成逐级配合物，其用量更要严格控制。 3. 溶液酸度：配位数和水解等与 pH 有关。 4. 显色时间、温度、放置时间等。,三、参比液选择 1.溶剂参比：试样组成简单、共存组份少（基体干扰少）、显色剂不吸收时，直接采用溶剂（多为蒸馏水）为参比； 2.试剂参比：当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，采用试剂作参比（不加待测物）； 3.试样参比：如试

11、样基体在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应时，可以试样作参比（不能加显色剂）。,四、干扰消除 1. 控制酸度： 配合物稳定性与pH有关，可以通过控制酸度提高反应选择性，副反应减少，而主反应进行完全。如在0.5MH2SO4介质中，双硫腙与Hg2+生成稳定有色配合物，而与Pb2+、Cu2+、Ni3+、Cd2+等离子生成的有色物不稳定。 2. 选择掩蔽剂 3. 合适测量波长 4. 干扰物分离 5. 导数光谱及双波长技术,UV-Vis分光光度法的应用,一、定性分析,不同物质结构不同或者说其分子能级的能量(各种能级能量总和)或能量间隔各异，因此不同物质将选择性地吸收不同波长或能量的外来辐射，这是UV-V

12、is定性分析的基础。 定性分析具体做法是让不同波长的光通过待测物，经待测物吸收后，测量其对不同波长光的吸收程度(吸光度A)，以吸光度A为纵坐标，辐射波长为横坐标作图，得到该物质的吸收光谱或吸收曲线，据吸收曲线的特性(峰强度、位置及数目等)研究分子结构。,几种化合物的分子吸收光谱图,二、定量分析 1. 单组份定量方法 1）标准曲线法（略） 2）标准对比法： 该法是标准曲线法的简化，即只配制一个浓度为cs的标准溶液，并测量其吸光度，求出吸收系数k，然后由Ax=kcx求出cx 该法只有在测定浓度范围内遵守L-B定律，且cx与cs大致相当时，才可得到准确结果。,2. 多组分定量方法 由于吸光度具有加合

13、性，因此可以在同一试样中测定多个组份。 设试样中有两组份 X 和 Y，将其显色后，分别绘制吸收曲线，会出现如图所示的三种情况： 图a)：X,Y 组份最大吸收波长不重迭，相互不干扰，可以按两个单一组份处理。 图b)和c) ：X,Y 相互干扰，此时可通过解联立方程组求得X和Y的浓度： 其中，X,Y 组份在波长 1 和 2 处的摩尔吸光系数 可由已知浓度的 X, Y 纯溶液测得。解上述方程组可求得 cx 及 cy。,3. 双波长法-等吸收点法 当混合物的吸收曲线重迭时，如右下图所示，可利用双波长法来测定。 具体做法：将 a 视为干扰组份，现要测定 b 组份。 a)分别绘制各自的吸收曲线； b)画一平

14、行于横轴的直线分别交于a组份曲线上两点，并与b组分相交； c)以交于 a 上一点所对应的波长 2 为参比波长，另一点对应的为测量波长 1，并对混合液进行测量，得到： A1=A1a + A1b + A1s A2 =A2a + A2b + A2s 若两波长处的背景吸收相同，即A1s= A2s 二式相减，得，A=(A1a- A2a)+( A1b- A2b) 由于 a 组份在两波长处的吸光度相等，因此， A=( A1b- A2b)=(1b-2b)lcb 从中可求出cb. 同理，可求出ca.,实例：药典中抗菌消炎药复方磺胺甲噁唑的含量测定,紫外-可见分光光度计的维护与保养,一、环境要求 、使用工作温度：

15、1535，湿度：4580%，如果温度高于30，则湿度必须小于70% 、避免日光直射 、避免震动 、避免强磁场，电场 、远离腐蚀性气体，并避免置于任何可能导致紫外区吸收的含有机/无机试剂气体的区域 、避免脏污、多尘环境,二、工作台要求 、可承受压力 35Kg+25Kg（PC） 、最小尺寸 ：长：1120mm，宽：710mm，高：520mm 三、电源要求 、供电电压：100/120/220/230/240V 交流5% 50/60Hz 、功率消耗：约190VA 、保险丝使用：100 - 120V供电，5A ；220 - 240V供电，3.15A 、安装地点具备可靠的仪器接地端子,六、清洁仪器外部和样

16、品室 1、使用软布稍微蘸取水，或水溶液或者中性清洁剂溶液轻柔搽拭外表面。避免蘸取过量而导致流入仪器内部。 2、清除样品室内残留液体样品，防止蒸发，避免腐蚀样品室。,七、波长准确度检查（每半年一次） 1、该项目在UVProbe软件中检查D2灯的2个特征峰，486.0nm , 656.1nm。 2、选择“光谱模式”，编辑方法，设定记录范围0-100，波长范围660-650，中速扫描，自动采样间隔。仪器参数：仅使用D2灯，PM 2增益，狭缝0.2。“确定”返回主屏幕。 3、按“开始”检测光谱，保存后，使用峰检测，检查峰值范围在655.8-656.4nm之间。 4、同样检查486.0nm，改变记录范围：0-30，波长范围：490-480，如上操作，检查峰范围应在485.7-486.3nm。,谢谢!,