Visible Spectrophotometry and Ultraviolet Spectrophotometry

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1 Visible Spectrophotometry and Ultraviolet Spectrophotometry
第十三章 可见分光光度法和紫外分光光度法 Visible Spectrophotometry and Ultraviolet Spectrophotometry

2 内容提要 物质的吸收光谱 分光光度法基本原理 透光率和吸光度 Lambert-Beer定律 可见分光光度法 分光光度计 测定方法
提高测量灵敏度和准确度的方法 紫外分光光度法简介

3 教学基本要求 了解光的基本性质及物质对光的选择性吸收。了解吸收光谱的意义。
掌握分光光度法的基本原理，Lambert-Berr定律以及透光率、吸光度、摩尔吸光系数、质量吸光系数等基本概念及相互关系。了解光的加和性。 了解分光光度计的基本构造，熟悉可见分光光度法的测定方法­标准曲线法和标准对照法，了解比吸光系数比较法和差示分光光度法。 了解提高测量灵敏度和准确度的方法。 了解紫外分光光度法的一般概念

4 第一节 物质的吸收光谱 一、物质对光的选择性吸收
第一节 物质的吸收光谱 一、物质对光的选择性吸收 光照射某物质，物质能够吸收光，使原有的基态转为激发态，只有当分子的能量(h)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差(E)相等时才能被吸收。 M(基态)+ h M*(激发态) 物质对光的吸收具有选择性，若溶液选择性地吸收了某种颜色的光，则溶液呈吸收光的互补光。

5 第一节 物质的吸收光谱

6 第一节 物质的吸收光谱 二、物质的吸收光谱 将不同波长的单色光依次通过有色溶液，测量溶液的吸光度A(absorbance)。
第一节 物质的吸收光谱 二、物质的吸收光谱 将不同波长的单色光依次通过有色溶液，测量溶液的吸光度A(absorbance)。 以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标作图，得吸收曲线，或称吸收光谱。 吸收光谱中，吸光度最大处的波长为最大吸收波长，用max表示。 一般，max是定性鉴别物质的基础 。 不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰值成正比，这是进行定量分析的依据。

7 第一节 物质的吸收光谱 三(邻二氮菲)合铁(II)离子的吸收光谱图 max=510nm 不同浓度的溶液，max不变，浓度与峰值成正比。

8 第二节 分光光度法基本原理 一、透光率和吸光度 入射光强度I0，吸收光强度Ia，透过光强度It， 反射光强度为Ir
被测溶液和参比溶液的吸收池同样材料和厚度，反射光强度影响相互抵消，上式简化为 I0 ═ Ia + It

9 第二节 分光光度法基本原理 一、透光率和吸光度 透射光的强度It与入射光强度I0之比称为透光率(transmittance)，用T表示
透光率的负对数称为吸光度，用符号A表示。A愈大，溶液对光的吸收愈多。

10 第二节 分光光度法基本原理 二、Lambert-Beer定律 Lambert- Beer定律： A =bc
溶液厚度b，单位cm；浓度c，单位molL-1；摩尔吸光系数，单位Lmol -1cm-1 若用质量浓度代替c A ═ ab 质量吸光系数a的单位Lg -1cm-1 a和可通过下式相互换算  ═ aM

11 第三节 可见分光光度法 一、分光光度计 主要部件 光源  单色光器  检测器  吸收池  讯号处理及显示器
光源：钨灯，发出320~3 200nm的连续光谱， 单色光器：以棱镜或光栅分光，提供单色光。 吸收池：分光光度计中用来盛放溶液的容器。 检测器：通过吸收池的光转换为光电流，再经放大输入指示器，然后显示。

12 第三节 可见分光光度法 (a)自准式单色光器示意图 (b)棱镜对光的色散作用

13 第三节 可见分光光度法 二、测定方法 标准曲线法 取系列浓度标准溶液，测定吸光度A，作吸光度A对溶液浓度c的图，得过坐标原点的直线。
在相同条件下，测量被测溶液的吸光度，在标准曲线上查得溶液浓度。 维生素B12的标准曲线

14 第三节 可见分光光度法 二、测定方法 标准对照法
预先配制一个与待测液浓度相接近的标准溶液(其浓度用cs表示)，测得其吸光度为As，再测定待测液的吸光度Ax，则待测液浓度cs可从下式求得

15 第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 一、分光光度法的误差 溶液偏离Beer定律 偏离Beer定律，A-c曲线弯曲。主要原因：
化学因素 吸光物质发生解离、缔合、溶剂化等现象； 光学因素 复色光引起对Beer定律的偏离。 两种不同吸光系数的混合光对Beer定律的偏离

16 第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 一、分光光度法的误差 仪器测定误差 光电管灵敏性差、光源不稳定及读数不准。
透光率误差T引起浓度误差c： 透光率20% ~65%，A为0.2~0.7时，浓度相对误差较小。 测量误差和透光率的关系

17 第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法 三、选择合适的测定条件 波长的选择 显色剂的用量 溶液的酸度 显色时间和温度 共存离子的干扰及其消除

18 第五节 紫外分光光度法简介 一、751-G型分光光度计 紫外分光光度法适用测定在近紫外区(200~380nm)有特征吸收的物质。
紫外光不能透过玻璃，故紫外分光光度计中棱镜、透镜、氢灯和光电管以及吸收池等均须用石英制造。

19 第五节 紫外分光光度法简介 751-G分光光度计光学系统简图 1.钨灯 2.氢灯 3.凹面反射镜 4.平面镜 5.狭缝 6. 准直镜
1.钨灯 2.氢灯 3.凹面反射镜 4.平面镜 5.狭缝 6. 准直镜 7.石英棱镜 8.透镜 9.吸收池 10.蓝敏光电管 11.红敏光电管

20 第五节 紫外分光光度法简介 二、紫外分光光度法的应用 定性鉴别 定量测定 有机化合物的结构研究 比较max、(max)或a(max)
比较吸光度(或吸光系数的比值) 定量测定 有机化合物的结构研究