高锰酸钾紫外吸收光谱定性扫描及二元混合物的定量分析.doc

项目名称
高锰酸钾紫外吸收光谱定性扫描及二元混合物的定量分析
实验类别
验证
课时安排
4

目的
1.了解紫外-可见光谱仪的原理；
2.掌握紫外-可见光谱仪的结构和一般使用程序。
3.学习紫外-可见光谱仪的定性扫描实验；
4.掌握用联立方程组的方法对双组分混合物进行定量分析。
预习
要求
紫外光谱仪的工作原理和结构。
了解紫外-可见光谱吸收曲线、吸收带等基本概念，及光谱参数λ max和摩尔吸收系数ε在定性分析中的应用；
掌握吸光度的加和性及在混合物定量分析中的应用。

1.紫外-可见光谱法原理：分子的紫外-可见吸收光谱是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析方法。当某种物质受到光的照射时，物质分子就会与光发生碰撞，其结果是光子的能量传递到了分子上。这样，处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态，即激发态：
这就是对光的吸收作用。
由于物质的能量是不连续的，即能量上一量子化的。只有当入射光的能量（hv）与物质分子的激发态和基态的能量差相等时才能发生吸收：

而不同的物质分子因其结构的不同而具有不同的量子化能级，即△E不同，故对光的吸收也不同。
2.紫外-可见分光光度计的组成：

2.1光源：在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500 nm。紫外区：氢、氘灯。发射185～400 nm的连续光谱。
2.2单色器：将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。
①入射狭缝：光源的光由此进入单色器；
②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；
③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；
④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；
⑤出射狭缝。
2.3样品室：样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。
2.4检测器：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。
2.5. 结果显示记录系统：检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理
3.岛津UV-VIS-2450工作站的一般操作程序。
3.1制作标准曲线；
3.2紫外-可见光扫描；
3.3动力学研究

250 300 350 400nm
1
2
3
4
e
λ

1.紫外-可见光吸收曲线：物质对光的吸收特征可用吸收曲线来描述。以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到的A-λ曲线即为紫外-可见光吸收曲线。图中可知，在某一波长处对光的吸收最强，称为最大吸收峰λ max。对应波长为最大吸收波长；低于高吸收峰的峰称为次峰；吸收峰旁小的曲折称为肩峰；曲线中的低谷称为波谷，其对应的波长称为最小吸收波长；在吸收曲线波长最短的一端，吸收强度相当大，但不成峰形的部分称为末端吸收。
2.不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同；

3.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称为最大吸收波长λmax;
4.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;
5.高锰酸钾和重铬酸钾混合溶液的定量分析：

各组分在某一波长下的总吸光度等于各组分吸光度的总和，可以不经过分离即可实现对混合物的多组分定量分析。如二元混合物可得二元一次方程组：

式中、分别为混合物在波长λ1、λ2处的吸光度值；C1、C2分别为二组分的待测浓度；通过实验获得比例常数、、、之后，即可算出二组分的浓度。