紫外可见分光光度计

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1、课件 紫外可见分光光度计化学工程系 09工业分析与检验1、掌握紫外可见分光光度计性能的检验方 法2、学会紫外可见分光光度计的使用方法3、掌握紫外可见分光光度计的工作原理和实 用价值4、学会紫外可见分光光度计的仪器仿真操作实验目的仪器认识1、紫外可见分光光度计2、仿真仪器3、比色皿4、擦镜纸紫外分光光度计UV-754C 主要结构光源单色器检测器信号处理及显 示系统紫外分光光度计的结构与原理吸收池1、光源：光源的作用是提供激发能使待测分子产生光吸收。要求光源能够提供足够强 的连续光谱、有良好的稳定性、较长的使用寿命、且辐射强度随波长无明显变化。常用 的光源有钨灯、碘钨灯等热辐射光源（发出320nm

2、2500nm的连续可见光谱）和氢灯 、氘灯等气体放电光源（发出160370nm紫外光，有效波长范围：200375nm）2、单色器：单色器是能从复合光中分出波长可调的单色光的光学装置，其性能直接影 响入射光的单色性，从而影响到测定的灵敏度、选择性及准确性等。单色器包括入射狭 缝、准光器（透镜或凹面反射镜是入射光变成平行光）色散元件（色散元件为核心部位 ，包括棱镜和光栅）、聚焦元件和出射狭缝。3、吸收池：吸收池是用于盛装液态样品的器皿，是光与物质发生作用的场所。吸收池 分为玻璃池和石英池两种，玻璃池只能用于可见光区石英池用于可见光区及紫外光区。4、检测器：检测器用于检测单色光通过溶液后透射光的强度

3、并把这种信号转化为电信 号的装置。要求：具有高的灵敏性，好的稳定性、低水平噪音。检测器 （1）光电池 ：敏感响应的光谱范围为310800nm，其中 对500600nm的光响应最为灵敏。 （2）光电管：与光电池比较，其灵敏度高、光敏范围宽、 响应速度快、不易疲劳。（3）光电倍增管:实际是一种加了多极倍增的光电管，灵 敏度高响应速度快，是检测微弱光最常见的光电元件。5、信号处理及显示系统常见的信号指示装置有直流检流计、电位调零装置、数字显示及自动记录装置三、紫外可见分光光度计的类型1、单光束分光光度计光路示意图2、双波长分光光度计光路示意图光源单色器参比池检测器样品池光源单色器单色器2切光器吸收池

4、检测器工作原理 1、在分子中，除了电子相对于原子核的运动之外 ，还有原子核之间振动和转动引起的相对位移。 这三种运动能量都是量子化的，对应有一定的能 级。分子的能量是这三种能量的总和。当用一定 频率（波长）的电磁波（光）照射分子，其能量 恰好等于分子的两个能级差时，则分子就会吸收 光的能量而由较低的能级跃迁到较高的能级，同 时光的强度（能量）变小。吸光度符合吸收定律 ： A=lg（I0/It）=-logT 2、 根据这一关系可以用工作曲线法来测定未知溶 液中吸光物质的浓度。基本原理 一、了解光的基本特性 （1）光的波动性。光是一种电磁波v=1/T=c/ 6=1/=v/c （2）光的粒子性E=h

5、v=h*c/E：能量，单位焦耳，h：普朗克常量6.626 x 10-34J/s （3）单色光、复合光、互补色光波长400 450450 480480 490490 500500 560560 580580 610610 650650 780紫色互补色紫黄 绿蓝黄绿蓝橙蓝绿绿绿红紫黄绿紫黄蓝橙绿蓝红蓝绿二、光的吸收谱曲线和光吸收定律 1、光强度：光强度市直单位时间内照射在单位面积上的光 的能量。用字母 I 表示，它与单位时间照射在单位面积上 的光子的数目有关，与光的波长没有关系 2、透射率：T=It/I0 T愈大，物质对光的吸收愈少，T=0%， 光全部被吸收，T=100%，表示光全部透过 3、吸

6、光度：A=- logT= log I0/It ，A越小，物质对光的吸收越 少；A=0，表示光全部透过；A=无穷，光全部吸收 4、郎伯-比尔吸收定律 A=k1b k1：比例系数，b：液层厚度郎伯定律 A=k2c k2：比例系数，c：溶液浓度比尔定律 A=kbc 注:紫外：10400nm，可见光：400750nm，红外：0.751000umr射线最短，频率最高，能量最大；无线电波则相反。常用术语 1、红移和蓝移红移：使化合物的吸收峰向长波长方向移动的现象 称为红移。不饱和键之间的共轭效应、引如助色 团或改变溶剂的极性，都会引起红移现象。 蓝移：使化合物的吸收峰向短波长方向移动的现象 称为蓝移。改变

7、溶剂的极性会引起蓝移现象。 2、生色团和助色团 生色团：通常把含有pai键的的结构单元称为生色团 ，如乙烯基、乙炔基。 助色团：通常把含有未共用电子对的杂原子基团称 为助色团。影响紫外可见吸收光谱的因素1、共轭效应：非共轭时，各个生色团独立吸 收光，对应吸收带的波长及吸收强度相互 影响不大；共轭时，由于pai电子运动范围 增大，吸收光谱产生红移，且共轭不饱和 键数目越多，红移现象越显著 2、溶剂效应：当溶剂极性增大时，溶质与溶 剂的相互作用增强 3、溶液pH:在不同的pH溶液中，分子或离子 的解离形式可能发生变化，光谱形状、吸 收强度可能不一样 实验内容及操作步骤1、比色皿的配对性注入蒸馏水两

8、个比色皿分别440nm以一个比色皿为空白（T1100）测定另一个比色皿的T2T=T1-T2T0.5%两个比色皿配对两个比色不配对，应进行校正紫外可见分光光度计用法简要过程1、开机 2、调零 3、测样 4、断开连接 5、注意事项开机打开电脑以及分光光度计。 软件的打开：直接点击图标，然后从菜单栏 ，文件打开，找到相关标线打开。（ 另一种方法，从我的电脑紫外找 到标线打开） 点击connection，机器自检，待自检结束， 点击“OK”（若实验前机器处于打开状态就 不会出现自检）调零首先在里面一个通道放装有蒸馏水的比 色皿（放入比色皿后一定要把盖关闭 ），调零。然后再外面一个通道放装 有蒸馏水的比

9、色皿，观察吸光度，选 择最小的一个，然后再次调零。（多 点几次调零键，以确保调零）测样 ：用选择好的比色皿测试，首先用要测得样品润 洗比色皿两到三次。然后倒入样品（注意，拿比 色皿时，不要碰到光滑面，用手指捏住毛面即可 ，倒液体尽量不要溢出到光面，如有溢出，用擦 镜纸擦干，观察，没有水珠和痕迹，再放入通道 中。以免影响吸光度。） 在数据栏，ID栏敲入数字编码，然后把光标放 在浓度或者吸光度栏，点击read，得吸光度。（ 测样品时应多取几次样品做平行，直到结果数字 相近）测量结束后，保存数据并把数据抄录下来 ，做进一步的计算分析 断开连接 ，点击unconnention。一次关闭分 光光度计，电

10、脑。关掉电源。用蒸 馏水清洗用过的比色皿，放回原处 。把实验台上整理干净。注意事项 注意：1，离心分离时要选择一样的管，并 且倒入相同的样品。 2，实验过程要做好详细记录。 3，实验结束把用过的仪器，器皿，清洗干 净，烘干 紫外可见分光光度法的应用一、定性分析 1、未知化合物的定性鉴定：不同化合物往往在吸收光谱的形 状、吸收峰的数目、位置和相应的摩尔吸光系数表现出特征性，可采 用光谱比较法进行定性2、有机化合物的结构推断：紫外可见分光光度法可以进行 化合物某些特征集团的判别3、化合物的纯度检验：如果某化合物在紫外区没有明显吸收 峰，而其中的杂质有较强的吸收峰，就能方便的检查出该化合物中是 否含

11、有杂质二、定量分析 单组分的定量分析 1、吸光系数法（绝对法）在测定条件下，如果待测组分的吸光系数已知，可以通过测定溶液的吸光度 ，直接根据朗伯-比尔定律A=kbc，求出组分的浓度和含量 2、标准对照法预先配制浓度已知的标准溶液，要求浓度c1与待测试液浓度c2接近，在相同条 件下，平行测定样品溶液和标准溶液的吸光度Ax和As，由c1可计算被测物 质浓度As=kb c1，Ax=kbc2，Cx=Ax/As *c1 3、标准曲线法实际分析工作中最常用的方法，测定标准系数的溶液吸光度A为纵坐标，浓度 c为横坐标，绘制吸光度-浓度曲线，从曲线上找出与之对应的未知组分的 浓度A=a+bc紫外分光光度计的应

12、用1、检定物质 根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是 最大吸收波长和摩尔吸收系数是检定物质 的常用物理参数。这在药物分析上就有着 很广泛的应用。在国内外的药典中，已 将 众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长 和吸收系数载入其中，为药物分析提供了 很好的 手段。 2、与标准物及标准图谱对照 将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同 一条件下分别测定紫外可见吸收 光谱。若两者是同一物 质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以 和现成的标 准谱图对照进行比较。 这种方法要求仪器准 确，精密度高，且测定条件要相同。 3、 比较最大吸收波长吸收系数的一致性 由于紫外吸收光谱只含有

13、23个较宽的吸收带，而紫外光谱 主要是分子内的发色团在紫外区 产生的吸收，与分子和 其它部分关系不大。具有相同发色团的不同分子结构，在 较大分子中 不影响发色团的紫外吸收光谱，不同的分子 结构有可能有相同的紫外吸收光谱，但它们的吸 收系数 是有差别的。如果分析样品和标准样品的吸收波长相同， 吸收系数也相同，则可认为 分析样品与标准样品为同一 物质。 4、纯度检验 紫外吸收光谱能测定化合物中含有 微量的具有紫外吸收的杂质。如果 化合物的紫外可 见光区没有明显 的吸收峰，而它的杂质在紫外区内 有较强的吸收峰，就可以检测出化 合物中 的杂质。分光光度法的主要特点 1、应用广泛 由于各种各样的无机物和

14、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 。 2、灵敏度高 由于新的显色剂的大量合成，并在应用研究方面取 得了可喜的进展，使得对元素测定的灵敏 度有所 推进，特别是有关多元络合物和各种表面活性剂 的应用研究，使许多元素的摩尔吸光 系数由原来 的几万提高到数十万。 3、选择性好 目前已有些元素只要利用控制适当的显色 条件就可直接进行光度法测定，如钴、铀 、镍、铜 、银、铁等元素的测定，已有比 较满意的方法了。 4、准确度高 对于一般的分光光度法，其浓度测量的相 对误差在13%范围内，如采用示差分光 光度法进 行测量，则误差可减少到0.X%。 5、适用浓度范围广 可从常量(1%50%)(尤其使用示差法)到痕 量(10-810-6%)(经预富集后)。 6、分析成本低、操作简便、快速 由于分光光度法具有以上优点，因此目前 仍广泛地应用于化工、冶金、地质、医学 、食品、 制药等部门及环境监测系统。