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1、紫外可见分光光度法主要内容： 基本概念基本原理Lambert-Beer定律定性定量分析紫外可见分光光度计紫外可见分子吸收光谱与电子跃迁 物质分子内部三种运动形式：（1）电子相对于原子核的运动（2）原子核在其平衡位置附近的相对振动（3）分子本身绕其重心的转动 分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级 三种能级都是量子化的，且各自具有相应的能量 分子的内能：电子能量Ee 、振动能量Ev 、转动能量Er即 EEe+Ev+Erevr 有机化合物的紫外可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果： 电子、电子、n电子。分子轨道理论：成键轨道反键轨道。当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反 键
2、轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量大小顺序为： n 200nm，max104共轭体系增长，max红移，max溶剂极性，对于(CHCH)n max不变对于CHCCO max红移续前3B带：由 *跃迁产生芳香族化合物的主要特征吸收带 max =254nm，宽带，具有精细结构；max=200，弱吸收极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失4E带：由苯环环形共轭系统的 *跃迁产生芳香族化合物的特征吸收带 E1 180nm max104 （常观察不到）E2 200nm max=7000 强吸收苯环有发色团取代且与苯环共轭时，E2带与K带合并一起红移（长移）生色团：最有用的紫外可见光谱是由和n跃迁产生
3、的。这 两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。这类含有键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成，如 C=C、C=O、NO2、NN、C C、C N等。助色团助色团：有一些含有n电子的基团(如OH、OR、NH、NHR 、X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n共轭作用，增强生色团的 生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加)，这样的基 团称为助色团。红移与蓝移 增色与减色有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强度发生变化:max向长波方向移动称为红移，向短波方向移动称为蓝移 (或紫移)
4、。吸收强度即摩尔吸光系数增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应，如图所示。跃迁类 型吸收带特征maxss*远紫外区远紫外区测定ns*端吸收紫外区短波长端至远紫外 区的强吸收-*E1芳香环的双键吸收200K(E2)共轭多烯、-C=C-C=O 等的吸收10,000B芳香环、芳香杂环化 合物的芳香环吸收。有的 具有精细结构100n-*R含CO，NO2等n电子基团 的吸收pn *跃迁：蓝移； ； *跃迁：红移； ；max(正己烷)max(氯仿)max(甲醇)max(水) 230238237243 n329315309305溶剂的影响1：乙醚2：水12250300苯酰丙酮 非极性 极性 n *跃迁：
5、兰移； ； *跃迁：红移； ；极性溶剂使精细结构消失练习n某化合物max （正己烷溶剂） 329nm，max （水）305nm，请 问该吸收跃迁是哪一类跃迁？产生什么 吸收带？并解释原因。（2001）非极性 极性 n *跃迁：蓝移，R带朗伯比耳定律数学表达式A lg T ElC式中A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；l：液层厚度(光程长度) C：溶液的摩尔浓度E：吸光系数吸光系数两种表示法：1）摩尔吸光系数：在一定下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度2）百分含量吸光系数 / 比吸光系数：在一定下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度3）两者关系偏离朗伯比耳定律的原因标准曲线法测定未
6、知溶液的浓度时，发现：标准曲线常发生弯曲（尤其当溶液浓度较高时），这种现象称为对朗伯比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素（两大类）：（1）光学因素（物理因素），即仪器的非理想引起的；（2）化学因素。（1）光学因素难以获得真正的纯单色光。朗比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导 致对朗伯比耳定律的正或负偏离。非单色光、杂散光、非平行入射光都 会引起对朗伯比耳定律的偏离，最主要 的是非单色光作为入射光引起的偏离。为克服非单色光引起的偏离，首先应 选择比较好的单色器。此外还应将入射波 长选定在待测物质的最大吸收波长且吸收 曲线较平坦处。 （2） 化学性
7、因素 朗比耳定律的假定：所有的吸光质点之间不发生相互 作用；假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等相互作用，直接影响了对光的吸收。 故：朗伯比耳定律只适用于稀溶液。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。 例： 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡：CrO42- 2H = Cr2O72- H2O溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同，吸光性质也不相同 。故此时溶液pH 对测定有重要影响。练习n有a、b两种吸光物质，浓度分别为Ca， Cb，若均符合Beer定律，在某波长处测 得吸光度为Aa，Ab,若将
8、a,b 两种物质的 溶液等体积混合，混合溶液仍符合Beer 定律，此时测得的吸光度为_（1994 ） A Aab= Aa+ Ab B Aab= (Ea+ Eb)L Ca-b C Aab=( Aa+ Ab)/2紫外分光光度计紫外分光光度计 1光源 ： 2单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件棱镜对不同波长的光折射率不同 色散元件 分出光波长不等距光栅衍射和干涉 分出光波长等距钨灯或卤钨灯可见光源 3501000nm 氢灯或氘灯紫外光源 200360nm续前3吸收池：玻璃能吸收UV光，仅适用于可见光区石英不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光 区 要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致） 4检测器：将光信号
9、转变为电信号的装置5记录装置：讯号处理和显示系统光电池 光电管 光电倍增管 二极管阵列检测器定性分析n定性鉴别 1对比吸收光谱的一致性 2对比吸收光谱的特征值 3对比吸光度或吸光系数的比值n纯度检查和杂质限量测定定量分析定量分析（一）单组分的定量方法1 1吸光系数法吸光系数法 2 2标准曲线法标准曲线法 3 3对照法：外标一点法对照法：外标一点法（二）多组分的定量方法1 解线性方程组法2 等吸收双波长消去法3 系数倍率法等吸收双波长法等吸收双波长法n步骤： 消除a的影响测b练习解：1 1取咖啡酸，在取咖啡酸，在165165干燥至恒重，精密称取干燥至恒重，精密称取10.0010.00mgmg，加
10、少量加少量乙醇溶解，转移至乙醇溶解，转移至200200mLmL容量瓶中，加水至刻度线，取此溶容量瓶中，加水至刻度线，取此溶液液5.005.00mLmL，置于置于5050mLmL容量瓶中，加容量瓶中，加6 6mol/Lmol/L的的HCL 4mLHCL 4mL，加加水至刻度线。取此溶液于水至刻度线。取此溶液于1 1cmcm比色池中，在比色池中，在323323nmnm处测定吸处测定吸光度为光度为0.4630.463，已知该波长处的，已知该波长处的 ，求咖啡酸百分，求咖啡酸百分含量含量练习解 ：2 2精密称取精密称取0.05000.0500g g样品，置于样品，置于250250mLmL容量瓶中，加入
11、容量瓶中，加入0.02 0.02mol/L HCLmol/L HCL溶解，稀释至刻度。准确吸取溶解，稀释至刻度。准确吸取2 2mLmL，稀释至稀释至100 100mLmL。以以0.020.02mol/L HCLmol/L HCL为空白为空白, ,在在263263nmnm处用处用1 1cmcm吸收池吸收池测定透光率为测定透光率为41.7%41.7%，其摩尔吸光系数为，其摩尔吸光系数为1200012000，被测物分，被测物分子量为子量为100.0100.0，试计算，试计算263263nmnm处处 和样品的百分含量。和样品的百分含量。练习n某样品含铁约0.10，用邻二氮菲法测定。已 知最大吸收波长510nm处摩尔吸收系数为1.1 104。若配制100ml溶液，取其110显色后稀释 至50ml，用2cm比色皿，测定其吸光度。为使 测得的浓度相对误差最小，应精密称取多少样 品？（铁的相对原子质量为55.85）（2003）n解题思路：A=0.4343或T=0.368时，浓度的相对误差 最小解题要点n有关紫外的计算题以计算含量内容为主 （几乎每年都考）。n掌握朗伯比耳定律的计算公式。n注意两种吸收系数的转换及单位变化n注意稀释倍数
