3紫外可见分光光度法讲授版.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,10 十一月 2026,3紫外可见分光光度法讲授版,一、分析条件的选择,意义：,获得可靠分析数据的前提和保证！,目的,：,方法最优化，高灵敏度和准确度。,包括：,三方面,样品处理条件,参比选择条件,仪器测试条件,Date,2,1、样品处理条件的选择,（1）样品溶剂的选择,避免产生溶剂干扰，了解溶剂的UV截止波长,涉及光谱的精细结构，需考虑溶剂的极性,水 200,环己烷 200,正己烷 220,96%硫酸 210,乙醚 210,甲醇 205,乙醇 215,正丁醇 210,异丙醇 210,甘油 230,二氯甲烷 235,四氯化碳 245,氯仿 245,苯 260,甲苯 285,丙酮 330 二硫化碳 385,乙酸乙酯 260,Date,3,1、样品处理条件的选择,（2）测试样品的性状,溶液浓度：保证吸光度范围适宜,样品纯度：,溶液酸碱性：,溶质粒径：真溶液，混浊液，乳浊液,Date,4,显色反应的要求：,有色产物的吸收系数足够大；,显色反应有较好的选择性；,有色产物与待测物定量关系确定；,有色产物组成恒定，有足够稳定性；,反应试剂的颜色无干扰；,（3）样品显色条件的选择,Date,5,显色反应的条件：,酸碱度,显色剂用量,显色时间,显色温度,光、空气等其他环境条件,Date,6,2、参比条件的选择,意义：,参比调100%T，消除背景吸收误差,溶剂参比：,试样组成简单，共存组分少，显色剂无吸收时采用。,试样参比：,试样基体有吸收但不与显色剂反应时，用不加显色剂的试样作参比。,试剂参比：,当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，用不含待测组分的试剂溶液作参比。,平行参比：,用不含待测组分的试样与被测试样平行处理的溶液作参比。,Date,7,3、仪器测试条件的选择,仪器检查和校正，调 0，调100%,测定波长,首选,最大吸收峰，,次选,次强峰或肩峰；避开溶剂等干扰，需大于溶剂截止波长。,狭缝宽度,直接影响灵敏度、校正曲线的线性范围,不能太宽，不是越小越好。试样半峰宽的1/10,吸光度范围,降低信号噪音和暗噪音等因素的影响,Date,8,二、定性分析,1、定性分析的依据,吸收光谱的形状,吸收峰的数目、位置（,max,）,吸收峰强度和吸收系数，,max,特点：,只是某些官能团的表征，不能反映分子的整体结构，特征性不强。,Date,9,2、定性分析的方法,（1）对比UV吸收光谱特征数据,Date,10,（2）对比吸光度（或吸光系数）的比值：,VB,2,适于多峰,Date,11,（3）对比吸收光谱的一致性,制作试样的吸收曲线并与标准品紫外光谱（或文献记载的,标准图谱,）对照：,醋酸可的松,醋酸氢化可的松,醋酸泼尼松,光谱特征几乎相同，但光谱曲线有差异,相同并非同一物，不同则一定不是同一物,Date,12,三、纯度检查,1、杂质检查,化合物无吸收，杂质有吸收,杂质有更强吸收，吸光系数增大、峰形可能会有变化,化合物有强吸收而杂质无吸收或弱吸收，吸光系数降低；,2、杂质的限量检查,规定按一定方法测试其,A,值不超过某限度,Date,13,（一）单组分的定量方法,1、吸光系数法（绝对法）：,查得吸光系数,或 ，测得A。,据,A,=,cl,求,c,四、定量分析方法,2、校正（标准）曲线法：,同台仪器固定工作状态和测定条件，测定一系列标准溶液的A值，绘制A-c关系图。,可采用回归直线方程计算。,Date,14,3、标准对照法,在相同条件下配制标准溶液和试样溶液，在同台仪器、同样条件下分别测定A值：,Date,15,1、弱酸（碱）的离解常数的测定,（二）定量分析的其他应用,Date,16,2、配合平衡常数和配合物组成的测定,测定金属离子M-R络合剂不同比例溶液的,A,值，以,A,对R/M作图测知其组成。,3、相对分子质量的测定,A=,Ecl,，,Mr,=,cl/A,4、氢键强度的测定,水中丙酮,n,*,max,E,=452.96,kJ/mol,己烷中丙酮,n,*,max,E,=429.40,kJ/mol,丙酮在水中的氢键强度,E,=452.96-429.40=23.56,Date,17,（三）多组分混合物的定量分析,理论依据：,吸光系数加和性,混合物光谱常见的三种情况：,Date,18,计算策略,最大吸收波长处，,A,不重迭：,按单一组分处理,最大吸收波长处，,A,有重叠：,计算分光光度法,Date,19,前提：,如果各组分均符合L-B定律,解方程组可求得,c,a,及,c,b,1、解方程组法,Date,20,2、双波长法,（1）等吸收双波长消去法,Date,21,干扰组分至少有一个完整的吸收峰谷;,待测组分在两波长处吸光度差值足够大，即,A,待测,0;,等吸收双波长法的适用条件,在干扰组分吸收曲线上找出两个等吸收波长，即A,b,1,=A,b,2,，A干扰0,基本原理,Date,22,（2）系数倍率法,适用情况：干扰组分无完整吸收峰,Date,23,计算公式：,令,KA,y2,=,A,y1,K,为掩蔽系数,干扰,A,和待测,A,值都放大,K,倍，,A,加大，灵敏度增加,K,：一般57倍，,K,过大，噪音被放大，,S/N,减小,Date,24,3、示差分光光度法,测量原理：,以一浓度略大或略小于待测试样组分浓度的溶液作参比溶液，测得的吸光度实际为二者之差,A,：,适用情况：,试样中组份的吸光度A值很高或很低时，克服其较大的相对误差。,示差目的：,使吸光度值读数处于正常范围,Date,25,测定方法：,高浓度测定法,低浓度测定法,高精度测定法：医药学常量组分浓度测量,参比替代,消光片,Date,26,3、导数光谱法,若将一个吸收光谱写作一个波长的函数：,A=C E=C f,（,）,该导函数的图像就是,导数光谱,。,导数光谱与吸收光谱（原函数）一样都是逐点描绘的函数图像。,从原光谱数据中每隔一个波长小间隔（12nm），逐点计算出,A,/,的值。将其对波长描绘成图像就是一阶导数光谱。,导数光谱能给出更多的信息，用于鉴别、结构分析和痕量分析。,Date,27,高斯曲线模拟一个吸收峰，如右图,零阶光谱的极大在奇数阶导数中相应于零，在偶数阶导数中相应于极值。有助于吸收曲线峰值的精确确定。,零阶光谱的拐点在奇数阶导数中产生极值，在偶数阶导数中为零值。利于肩峰的鉴别和分离。,导数阶增加，极值数目增加（导数阶数+1）。谱带宽度变小，分辨力增高，可分离和检测重叠的谱带。,（1）导数光谱的波形和特点,Date,28,保持入射光强度,I,0,在测定波长范围内恒定，则据,L,-,B,定律，吸光度,A,对波长,的导数：,各阶导数信号与浓度成正比。定量依据,曲线斜率,越大，灵敏度越高,导数阶数越增加，峰形越尖锐，分辨率越高,（2）导数光谱定量原理,Date,29,将干扰组分的干扰吸收表达为一个幂函数：,干扰背景随求导阶次的增加而逐步降幂,n,阶导数后，干扰组分的n阶导数值为一常数，说明：,导数光谱法可有效消除共存组分的干扰吸收,（3）导数光谱法对干扰吸收的消除,求一阶导数后：,求,n,阶导数后：,Date,30,选择性及灵敏度均提高,定性优势,：利用信号更多更明显和易于辨认,定量优势,：导数光谱法能消除背景干扰、可分离重叠谱带,导数光谱变异很灵敏，导数光谱上的数值与浓度比值无通用常数。故,需采取标准对比法。,导数光谱的特点,Date,31,理论上，测定的波长点数大等于组分数即可对多组分混合物进行数值计算。但其前提条件是样品要满足一定的理想条件：,各组分数据均符合,LB,定律；,各组分吸收度符合加和性原则；,各组分之间相关性小；,各组分含量相差不大。,实际上，多数情况并不能完全满足这些条件，致使计算结果出现偏差。为此，化学计量学的相关理论需要不断发展。如褶合光谱法、计量置换理论等。,数值计算法的前提及其局限性,Date,32,4、褶合光谱法,convolution spectrometry,褶合光谱法：,以正交函数为基础的一种信号分析方法。可使信号所包含的重要特征显现出来。,褶合曲线分析：,采用褶合的数学模型将吸收曲线转换成褶合曲线群，扩大不同组分对光吸收的差异性和吸收曲线的细微变化，减少各组分间的数学相关性，为定性和混合物定量提供了更多可利用信息。,褶合变换,（Convolution Transform，CT）,被称为数学显微镜,新的信号处理技术,Date,33,（1）褶合光谱的基本原理和主要特点,特点：,信息量大：,一条吸收光谱通过褶合变换可获得成百上千条褶合光谱，形成独立的光谱体系。,同时包容导数光谱法和正交函数法，具二者的优点和理论基础，实用价值更广泛。,提高了信噪比和分辨率，显露更多细微信息和变化。,基本原理:,Date,34,（2）褶合光谱的定性技术：,经褶合变换不同物质的差异会在高分辨区域得到反映。,为克服虚假信号，常以对照品褶合光谱的标准区域作为定性鉴别的依据。,（3）褶合光谱的定量技术：,单组分：对含有背景吸收的样品直接分析,多组分：以褶合光谱为基础，结合最小二乘法求解。因减少组分间的数学相关性，通过异步分析和交互校正技术，可筛选出最佳结果。,Date,35,（4）褶合光谱的适用条件和范围,褶合光谱分析法的两个适用条件：,线 性：,信号与待测物质的浓度成正比；,加和性：,混合物分析信号等于所含各组分信号之和。,凡符合此两条的任何分析信号均可用褶合光谱分析技术进行分析信号的处理：,紫外可见光谱，红外、近红外光谱分析,荧光光谱分析，核磁共振波谱分析,色谱分析,Date,36,五、紫外吸收光谱法的结构研究,光谱特征的结构相关：,生色团、助色团及其共轭情况,能够表征的结构信息：,推断分子骨架,判断发色团之间的共轭关系,估计共轭体系中取代基种类、位置和数目,在结构研究中的地位和作用：,不能反映分子的整体特征,不能单独完全确定分子的结构,Date,37,1、有机物的紫外吸收光谱特征,（1）,饱和碳氢化合物：,只有,*跃迁，在,200400nm,无吸收，属真空紫外区。对结构研究无实用意义。,（2）,含孤立助色团和生色团的饱和化合物：,助色团：,n-,*,生色团：,n-,*跃迁；双键,-,*,醛酮有三个吸收峰：,*150-180，n*190，n,*275-295,Date,38,（3）,共轭烯烃：,共轭体系增加：离域,-*,跃迁能级降低，波长红移、强度增加。,（4）,不饱和醛、酮、酸和酯：,共轭情况,-*强吸收,n,-*吸收峰,双键羰基无共轭,约200nm，两,200260nm,不饱和醛酮,约280nm,310350nm,不饱和酸酯,比相应醛和酮的吸收波长长,比醛和酮的相应波长短,Date,39,离域,键的分子轨道跃迁,Date,40,（5）,芳香族化合物,E,1,吸收带,E,2,吸收带,B吸收带,苯,180nm 强,200nm 较强,230-270nm 弱,取代苯,长移，,远紫外区,长移，,生色取代现强K带,长移，,增加,精细结构简化,芳杂环,类似,类似,类似 强度精细简化或消失,供电子基：,NCH,3,NHCOCH,3,O NH,2,OCH,3,OHBr Cl CH,3,吸电子基：,NO,2,CHO COOH CN,COO,SO,2,NH,2,NH,3,+,Date,41,2、有机化合物结构的研究,（1）从吸收光谱中初步推断官能团,220800nm内无吸收,不含共轭体系，无羰基,210250nm有吸收带,可能有2个共轭单位,260300nm有强吸收带,可能有35个共轭单位,250300nm有弱吸收带,表示羰基存在,250300nm有中强吸收带,且含有振动结构（B带）,表示苯环存在,有颜色的化合物,一般含共轭生色团5个以上,Date,42,结构异构体：,可由UV谱推定双键位置的不同。,顺反异构体：一般反式比顺式长移，强度增大,（2）异构体的推断,松香酸,max,为238,nm,，,=15100；,左旋松香酸的,max,为273,nm,，,=7100。,Date,43,未知物与已知物紫外光谱一致，说明具有相同的发色基团，据此可推断未知物的骨架。,（3）化合物骨架的推断,Date,44,本节小结,分析条件的选择：实验重点,定性鉴别：,纯度检查：,定量分析：重点,结构分析：次重点,Date,45,推荐网站：,化学吧：,chem8.org/,化学学科信息门户网站：,