仪器分析-紫外线.ppt

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1、第二章紫外—可见分光光度法2.1引言2.2紫外－可见吸收光谱2.3光吸收定律－Lambert-Beer定律2.4紫外－可见分光光度计2.5分析条件的选择2.6UV-Vis光度法的应用1光谱分析法：利用物质与光（辐射能）相互作用而建立起来的定性、定量和结构分析方法。作用粒子：原子光谱法分子光谱法和核磁共振波谱法吸收和发射光：吸收光谱和发射光谱光的能量：射线光谱法、x射线光谱法、紫外可见光谱法、红外光谱法等分类2.1引言2紫外可见分光光度法定义：（又称：紫外可见吸收光谱法）是根据溶液中物质的分子或离子对

2、紫外——可见光谱区的辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。较高的灵敏度和准确度，检出限可达10-7g/ml，相对误差通常为1%～5%。该方法仪器设备简单、操作方便、易于掌握和推广，是常用分析方法之一。3光是一种电磁波整个电磁波包括：无线电波微波红外光可见光紫外光X射线射线共同特点：横向电磁波，在真空中的传播速度等于光速，即4光具有波粒二象性，即波动性和粒子性。波动性：折射、衍射、偏振及干涉等性质。粒子性：具有动量，光电效应。光的特性5光子的能量与波长的关系（反比）能量J或eVPlanck常数6.

3、626×10-34J·s频率，Hz光速2.998×108m/s波长nm1eV=1.602×10-19J＝96.55kJ/mol6例：计算波长为200nm的光子的能量解：7各种电磁波谱波长范围：无线电波1～1000m微波10-3～1m红外0.76～1000m可见400～800nm紫外100～400nm近紫外200～400远紫外100～200X射线0.01～10nm本章重点讨论82.2紫外－可见吸收光谱一.吸收光谱的产生分子内三种运动对应三种能级：电子运动－电子能级(Electronenergyleve

4、l)原子之间的相对振动－振动能级(vibration)分子转动－转动能级(rotation)分子整体能级E=Ee+Ev+Er9当有一频率v,如果辐射能量hv恰好等于该分子较高能级与较低能级的能量差时，即有：分子从基态能级跃迁到激发态能级10基态激发态11ΔE电=1-20eVΔE转=0.05-1eVΔE振=0.005-0.05eV在分子能级跃迁所产生的能量变化，电子跃迁能量变化最大，它对应电磁辐射能量主要在区紫外—可见区。用紫外—可见光照射分子时，会发生电子能级的跃迁，对应产生的光谱，称为电子光谱，通常

5、称为紫外—可见吸收光谱。12电子能级跃迁伴随分子振动和转动能级的跃迁，因此得到光谱是带状光谱。UV-Vis是带状光谱？13二、物质的颜色与吸收光的关系当一束白光通过棱镜后就色散成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光，它们具有不同的波长范围。反之，这些不同颜色的光按一定的强度比混合后便又形成白光。14将两种适当颜色的光按一定的强度比例混合可形成白光，这两种光称为互补色光。白光红650～750紫400～450蓝450～480绿蓝480～500绿500～560黄绿560～580黄580～600橙600～65

6、015物质呈现的颜色与吸收光颜色是互补色关系。若物质对白光中所有颜色的光全部吸收，它就呈现黑色。若反射所有颜色的光则呈现白色若透过所以颜色的光，则为无色。16物质不同颜色是对光的选择性吸收不同物质的分子组成和结构不同，E不同，△E也不同。M＋hνM*。由于△E＝hν，所以能级差决定只能吸收特定波长的光。人眼可以比作是定性分析可见光区分光光度计。17KMnO4溶液吸收525nm绿青色光(互补光的400nm附近的紫色光),所以KMnO4溶液呈紫红色。例：18溶液颜色的深浅，决定于溶液吸收光的量，即取决于吸

7、光物质浓度的高低。如CuSO4溶液的浓度愈高，对黄色光的吸收就愈多，表现为透过的蓝色光愈强，溶液的蓝色愈深。因此，人眼可以通过比较溶液颜色的深浅来确定溶液中吸光物质的浓度大小。19三、吸收光谱吸收光谱（吸收曲线）：不同波长的单色光依次照射溶液，并测量在每一波长处对光的吸收程度的大小（吸光度），并以波长（）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标作图，即可得一条吸光度随波长变化的曲线，。它反映物质对各种不同波长光的吸收情况。20吸收峰谷肩峰末端吸收21①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长

8、称为最大吸收波长λmax②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。吸收曲线的讨论：22③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一(分子内部能级分布状况)。不同浓度的同一种物质，在λmax处吸光度A的差异性可作为物质定量分析的依据。在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。23a.有机分子的轨道类型及跃迁类型