1、吸光光度法1第二章可见和紫外吸光光度法第二章可见和紫外吸光光度法Visible and Ultraviolet Visible and Ultraviolet Absorption SpectroscopyAbsorption Spectroscopy教学指导:教学指导:?可见吸光光度法概述可见吸光光度法概述?光吸收的基本定律-朗伯比尔定律光吸收的基本定律-朗伯比尔定律?可见分光光度计简介可见分光光度计简介?分析方法的建立分析方法的建立?紫外吸光光度法(紫外吸光光度法(UV)吸光光度法(吸光光度法(Absorption Photometry):基于物质对光的选择性而建立的分析方法。):基于物质
2、对光的选择性而建立的分析方法。广泛用于无机物和有机物的定性和定量分析。广泛用于无机物和有机物的定性和定量分析。第一节 可见吸光光度法概述第一节 可见吸光光度法概述一、可见吸光光度法的特点:一、可见吸光光度法的特点:灵敏度高:通常所测试液的浓度下限达灵敏度高:通常所测试液的浓度下限达10-510-6molL-1 准确度高:相对误差准确度高:相对误差1%-5%;操作简便快速、仪器价格适中操作简便快速、仪器价格适中 应用范围广:几乎所有的无机离子应用范围广:几乎所有的无机离子+有许多有机化合物。有许多有机化合物。二、光的基本性质二、光的基本性质 1、光的波粒二象性、光的波粒二象性 波动性:光以波的形
3、式传播,可用波长、频率来表示。波动性:光以波的形式传播,可用波长、频率来表示。波长:两个相邻波峰或波谷间的距离(波长:两个相邻波峰或波谷间的距离(nm)频率:单位时间里通过一固定点处波的数目(频率:单位时间里通过一固定点处波的数目(s-1)=c/光速光速c=31010 cm/s第一节 可见吸光光度法概述第一节 可见吸光光度法概述 粒子性:光由光子组成,具有能量。粒子性:光由光子组成,具有能量。E=h=hc/h为普朗克常数为普朗克常数 6.6310-34J.s二、光的基本性质二、光的基本性质1、光的波粒二象性、光的波粒二象性吸光光度法22、光谱分区2、光谱分区能量小能量小200nm400nm78
4、0nm 大波长光谱区域紫外光区可见光区红外分析方法大波长光谱区域紫外光区可见光区红外分析方法 紫外分光光度法可见分光光度法紫外分光光度法可见分光光度法50um红外分光光度法红外分光光度法紫、蓝、青、绿、黄、橙、红紫、蓝、青、绿、黄、橙、红高能辐射区高能辐射区 射线射线能量最高,来源于核能级跃迁能量最高,来源于核能级跃迁射线射线来自内层电子能级的跃迁来自内层电子能级的跃迁光学光谱区光学光谱区 紫外光紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁来自原子和分子外层电子能级的跃迁可见光可见光红外光红外光来自分子振动和转动能级的跃迁来自分子振动和转动能级的跃迁波谱区波谱区微波微波来自分子转动能级及电子自旋能级
5、跃迁来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁无线电波无线电波来自原子核自旋能级的跃迁来自原子核自旋能级的跃迁3电磁波谱:电磁辐射按波长顺序排列,称电磁波谱:电磁辐射按波长顺序排列,称。射线射线射线射线 X X 射线紫外光可见光红外光微波无线电波射线紫外光可见光红外光微波无线电波射线紫外光可见光红外光微波无线电波射线紫外光可见光红外光微波无线电波三、物质对光的选择性吸收三、物质对光的选择性吸收1、物质对光选择性吸收的实质1、物质对光选择性吸收的实质 一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与光子发生一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与光子发生碰撞碰撞,光子的,光子的能量转移能量转移至分子、原
6、子或离子上,使这些粒子发生至分子、原子或离子上,使这些粒子发生能级能级变化,由基态变化,由基态跃迁跃迁至较高能态,这个过程即为吸收。至较高能态,这个过程即为吸收。光是否被物质吸收,取决于光是否被物质吸收,取决于 光子的能量光子的能量 物质的结构物质的结构 只有当能级差E与光子能量h相当时物质吸收光。只有当能级差E与光子能量h相当时物质吸收光。2、物质的颜色与光吸收的关系2、物质的颜色与光吸收的关系复合光与单色光复合光与单色光 单色光:具有单一波长的光。单色光:具有单一波长的光。复合光:由不同波长的单色光按一定比例组成的光 如白光。复合光:由不同波长的单色光按一定比例组成的光 如白光。溶液颜色与
7、光吸收的关系溶液颜色与光吸收的关系 溶液对光的吸收:若溶液透明、均匀,人眼看到的溶液颜色是由透射光的波长决定的。当入色光为白光(复合光),溶液吸收的光与透射的光互补。溶液对光的吸收:若溶液透明、均匀,人眼看到的溶液颜色是由透射光的波长决定的。当入色光为白光(复合光),溶液吸收的光与透射的光互补。互补色:组成白光的两种光。互补色:组成白光的两种光。光的互补:蓝?黄光的互补:蓝?黄互 补 色 示 意 图互 补 色 示 意 图蓝蓝450-480紫紫400-450红红650-750青蓝青蓝480-490青青490-500绿绿500-580黄黄580-600橙橙600-650白光吸光光度法3溶液颜色与吸
8、收光颜色和波段的关系溶液颜色与吸收光颜色和波段的关系吸 收 光溶液的颜色颜 色波 段(吸 收 光溶液的颜色颜 色波 段(nm)黄绿黄橙红紫红紫蓝青蓝青紫蓝青蓝青绿黄绿黄橙红)黄绿黄橙红紫红紫蓝青蓝青紫蓝青蓝青绿黄绿黄橙红400450450480480490490500500560560580580600600650650760四、吸收曲线(吸收光谱)四、吸收曲线(吸收光谱)?吸收曲线:吸光度随波长变化的曲线。吸收曲线:吸光度随波长变化的曲线。?吸收曲线的特点:吸收曲线的特点:?不同的物质因其分子结构不同而具有不同的吸收曲线;不同的物质因其分子结构不同而具有不同的吸收曲线;?同一物质,浓度不同,
9、其吸收曲线的形状和同一物质,浓度不同,其吸收曲线的形状和max的位置不变,但在同一波长下吸光度随浓度的增大而增大。的位置不变,但在同一波长下吸光度随浓度的增大而增大。?吸收曲线是吸光度法选择测量波长的依据,常常选用吸收曲线是吸光度法选择测量波长的依据,常常选用max,以获得最高的灵敏度。,以获得最高的灵敏度。吸 收 曲 线 图吸 收 曲 线 图4005006000.1000.2000.3000.400?一.朗伯一.朗伯比耳定律比耳定律?朗伯(Lambert)于1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。朗伯(Lambert)于1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。A Ab b?1
10、852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。A Ac c?二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯比耳定律。比耳定律。第二节 光吸收的基本定律-朗伯比尔定律第二节 光吸收的基本定律-朗伯比尔定律朗伯朗伯比耳定律吸光度比耳定律吸光度A:表征物质对光的吸收程度。:表征物质对光的吸收程度。A=lgI0/I=-lgT=bc?A-吸光度吸光度?-摩尔吸光系数摩尔吸光系数?C-被测物浓度被测物浓度?I0-入射光强入射光强?T-透过率透过率-描述入射光透过溶液的程度描述入射光透过溶液的程度?b-液层
11、厚度(光程长度)液层厚度(光程长度)?I-透射光强透射光强摩尔吸收系数在数值上等于浓度为摩尔吸收系数在数值上等于浓度为1 mol L-1、液层厚度为、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度时该溶液在某一波长下的吸光度(1)吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数;()吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数;(2)不随浓度)不随浓度c和光程长度和光程长度b的改变而改变。在温度和波长等条件一定时,的改变而改变。在温度和波长等条件一定时,仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;(仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;(3)同一吸收物质在不同波长下的值是不同的。在最大吸收波长)同
12、一吸收物质在不同波长下的值是不同的。在最大吸收波长max处的摩尔吸收系数处的摩尔吸收系数 max表明了该吸收物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。表明了该吸收物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。摩尔吸收系数的讨论摩尔吸收系数的讨论吸光光度法4例:用例:用1,10-二氮菲光度法测定铁,已知二氮菲光度法测定铁,已知Fe2+浓度为浓度为0.5mg/L,比色皿厚度,比色皿厚度2厘米,在厘米,在=508nm测得配合物吸光度测得配合物吸光度A=0.19,求。,求。朗伯朗伯比耳定律适用条件:比耳定律适用条件:?入射光为平行单色光,且垂直照射;
13、入射光为平行单色光,且垂直照射;?吸光物质为均匀非散射体系;吸光物质为均匀非散射体系;?吸光质点之间无相互作用;吸光质点之间无相互作用;?辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程,无荧光和光化学现象;辐射与物质之间的作用仅限于光吸收过程,无荧光和光化学现象;?如果溶液时多组分共存体系,低浓度时可忽略组分直接的相互作用,吸光度具有加和性(如果溶液时多组分共存体系,低浓度时可忽略组分直接的相互作用,吸光度具有加和性(A总总=A1+A2+=1bc1+2bc2+)。)。二、定量分析二、定量分析(一)单组分的定量方法1吸光系数法2标准曲线法3对照法:外标一点法bcA=定量依据:1吸光系数法(绝对法)吸光系数
14、法(绝对法)前提:要求单色光?例:维生素B12的水溶液在361nm处的摩尔吸光系数为28056,用1cm比色池测得某维生素B12溶液的吸光度是0.414,求该溶液的浓度?解:50.4141.48 10 mol/b28056 1ACL=2、标准曲线法标准(工作)曲线绘制方法:在、标准曲线法标准(工作)曲线绘制方法:在、b固定的情况下,测定一系列不同浓度的标准溶液的吸光度,作固定的情况下,测定一系列不同浓度的标准溶液的吸光度,作Ac图,在相同条件下测定样品溶液的吸光度,从曲线上可查出被测样品的浓度。图,在相同条件下测定样品溶液的吸光度,从曲线上可查出被测样品的浓度。工作曲线图工作曲线图浓度(c)吸
15、光度浓度(c)吸光度吸光光度法5浓度 c 浓度 c 正偏离正偏离负偏离吸光度负偏离吸光度 工作偏离图工作偏离图(1)浓度过高引起的偏离-(1)浓度过高引起的偏离-比尔定律的局限性比尔定律的局限性比比尔尔定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的,因此仅在稀溶液定律假设了吸收粒子之间是无相互作用的,因此仅在稀溶液(c 10(c 10-2mol/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。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:朗伯故:朗伯比耳定律只适用于稀溶液比耳定律只适用于稀溶液例:铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡:例:铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡
16、2 CrO42-2H=Cr2O72-H2O溶液中溶液中CrO42-、Cr2O72-的颜色不同,吸光性质也不相同。故此时溶液的颜色不同,吸光性质也不相同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。对测定有重要影响。例:显色剂例:显色剂KSCN与与Fe3+形成红色配合物形成红色配合物Fe(SCN)3,存在下列平衡:,存在下列平衡:Fe(SCN)3 Fe3+3SCN溶液稀释时一倍时,上述平衡向右,离解度增大。所以溶液稀释时一倍时,上述平衡向右,离解度增大。所以Fe(SCN)3的浓度不止降低一半,故吸光度降低一半以上,导致朗伯的浓度不止降低一半,故吸光度降低一半以上,导致朗伯比尔定律偏离。比尔定律偏离。3对
17、照法:外标一点法对照法:外标一点法标样与样品浓度相近;截距为固定仪器和测定条件;前提:0标样和分别测定一定过程:AASiSiAACC=sCiCC吸光光度法6(二)多组分的定量方法(二)多组分的定量方法?+=cbaAAAA总定量依据:?三种情况:1两组分吸收光谱不重叠两组分吸收光谱不重叠(互不干扰)两组分在各自两组分在各自max下不重叠分别按单组分定量下不重叠分别按单组分定量1111aaaaaaAACC=由2222bbbbbbAACC=由111222aabbAA过程:测定;测定;2两组分吸收光谱部分重叠两组分吸收光谱部分重叠1测测A1b组分不干扰可按单组分定量测组分不干扰可按单组分定量测Ca2测
18、测A2a组分干扰不能按单组分定量测组分干扰不能按单组分定量测Cb1112222aaaba bAA+过程:测定;测定和;1111aaaaaaAACC=由22222a babababAAACC+=+=+由222a baabbACC+=3两组分吸收光谱完全重叠3两组分吸收光谱完全重叠混合样品测定(混合样品测定(1)解线性方程组法()解线性方程组法(2)等吸收双波长消去法()等吸收双波长消去法(3)系数倍率法)系数倍率法解线性方程组法解线性方程组法 步骤:步骤:11112222aba baba bAA+测定和;测定和;11111a babababAAACC+=+=+22222a babababAAAC
19、C+=+=+第三节 可见分光光度计简介第三节 可见分光光度计简介光 源吸收池检测器单色器数据处理系统一、可见光分光光度法一、仪器结构框图一、仪器结构框图1、光源1、光源?基本要求:基本要求:?在仪器工作的波长范围内,提供连续、有足够发射强度和良好稳定性的复合光,而且发射光的强度随波长的变化应尽可能小。在仪器工作的波长范围内,提供连续、有足够发射强度和良好稳定性的复合光,而且发射光的强度随波长的变化应尽可能小。?常用光源:钨丝灯和卤钨灯,可使用的波长范围在常用光源:钨丝灯和卤钨灯,可使用的波长范围在360 2500nm。吸光光度法7氙灯氢灯钨灯氙灯氢灯钨灯2、单色器2、单色器?单色器作用:从光源
20、发出的复合光中分出所需要的单色光。单色器作用:从光源发出的复合光中分出所需要的单色光。?单色器组成:由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等组成。单色器组成:由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等组成。?单色器的核心部分是色散元件(如玻璃棱镜和光栅),起分光的作用。单色器的核心部分是色散元件(如玻璃棱镜和光栅),起分光的作用。棱镜:依据不同波长光通过棱镜时折射率不同棱镜:依据不同波长光通过棱镜时折射率不同入射狭缝入射狭缝准直透镜准直透镜棱镜棱镜聚焦透镜聚焦透镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12
21、2800600500400?吸收池用于盛放分析试样;吸收池用于盛放分析试样;?可见光区只能用玻璃吸收池;可见光区只能用玻璃吸收池;?吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向;吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向;?吸收池要配对。因为吸收池材料本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。吸收池要配对。因为吸收池材料本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。3、吸收池3、吸收池?检测器的功能:检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。将光强度转换成电流来进行测量。检测器的功能:检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。将光强度转换成电流来进行测量。?常用的检测器有光电
22、池、光电管和光电倍增管等。常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。4、检测器4、检测器吸光光度法是测定显色反应达到平衡后溶液的吸光度,为了得到准确的结果,必须了解影响显色反应的因素,采取恰当方法处理样品、消除干扰,选择波长,选择参比溶液,确定方法精密度等,目的是要获得准确度高、重现性好的分析结果。吸光光度法是测定显色反应达到平衡后溶液的吸光度,为了得到准确的结果,必须了解影响显色反应的因素,采取恰当方法处理样品、消除干扰,选择波长,选择参比溶液,确定方法精密度等,目的是要获得准确度高、重现性好的分析结果。第四节第四节分析方法的建立分析方法的建立吸光光度法8将试样中被测组分转变成有色化合物的
23、化学反应,将试样中被测组分转变成有色化合物的化学反应,将试样中被测组分转变成有色化合物的化学反应,将试样中被测组分转变成有色化合物的化学反应,叫叫叫叫显色反应显色反应显色反应显色反应。显色反应有氧化还原反应和配位反应,而显色反应有氧化还原反应和配位反应,而显色反应有氧化还原反应和配位反应,而显色反应有氧化还原反应和配位反应,而配位反应配位反应配位反应配位反应最主要。最主要。最主要。最主要。一、显色反应的选择一、显色反应的选择一、显色反应的选择一、显色反应的选择Mn+R =M-R待测组分颜色待测组分颜色A显色剂颜色显色剂颜色B显色反应显色反应有色化合物颜色有色化合物颜色C测其吸光度吸收曲线测其吸
24、光度吸收曲线对于显色反应,一般应满足下列标准。对于显色反应,一般应满足下列标准。对于显色反应,一般应满足下列标准。对于显色反应,一般应满足下列标准。(1 1)显色反应的灵敏度高。)显色反应的灵敏度高。)显色反应的灵敏度高。越大,显色反应越灵敏,能测定的待测组分的浓度下限就越低。一般要求显色物)显色反应的灵敏度高。越大,显色反应越灵敏,能测定的待测组分的浓度下限就越低。一般要求显色物=103-105。(2 2)显色反应的选择性好。)显色反应的选择性好。)显色反应的选择性好。)显色反应的选择性好。一种显色剂最好一种显色剂最好一种显色剂最好只与被测组分一种显色剂最好只与被测组分起显起显起显起显色反应
25、干扰少,或干扰容易消除。色反应。干扰少,或干扰容易消除。色反应。干扰少,或干扰容易消除。色反应。干扰少,或干扰容易消除。(3 3)显色剂无干扰吸收。)显色剂无干扰吸收。)显色剂无干扰吸收。)显色剂无干扰吸收。有色化合物与显色剂之间的颜色差别有色化合物与显色剂之间的颜色差别有色化合物与显色剂之间的颜色差别有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。一般要求有色化合物的最大吸收波长与显色剂最大吸收要大。一般要求有色化合物的最大吸收波长与显色剂最大吸收要大。一般要求有色化合物的最大吸收波长与显色剂最大吸收要大。一般要求有色化合物的最大吸收波长与显色剂最大吸收波长之差在波长之差在波长之差在波长之差在60n
26、m以上以上。(4 4)显色反应的稳定性高。)显色反应的稳定性高。)显色反应的稳定性高。)显色反应的稳定性高。显色较快,有色化合物的显色较快,有色化合物的显色较快,有色化合物的组成要恒定显色较快,有色化合物的组成要恒定,化学性质稳定;对于形成不同配位比的配位反应,必须注,化学性质稳定;对于形成不同配位比的配位反应,必须注,化学性质稳定;对于形成不同配位比的配位反应,必须注,化学性质稳定;对于形成不同配位比的配位反应,必须注意控制试验条件,使生成一定组成的配合物,以免引起误差。意控制试验条件,使生成一定组成的配合物,以免引起误差。意控制试验条件,使生成一定组成的配合物,以免引起误差。意控制试验条件
27、使生成一定组成的配合物,以免引起误差。二、显色条件的选择二、显色条件的选择二、显色条件的选择二、显色条件的选择?显色剂用量显色剂用量?溶液溶液pH值值?显色时间t显色时间t?显色温度显色温度T?溶剂溶剂?溶液中共存离子溶液中共存离子M +R MROH-M(OH)nH+HnR1.显色剂用量1.显色剂用量为使显色反应完全,需加入过量的显色剂,但有时显色剂太多,引起副反应,用量通过实验选择。固定为使显色反应完全,需加入过量的显色剂,但有时显色剂太多,引起副反应,用量通过实验选择。固定c c(M)、pH,改变(M)、pH,改变c c(R):(R):c(R)c(R)c(R)Mo(SCN)32+浅红浅红
28、Mo(SCN)5橙红橙红Mo(SCN)6-浅红浅红Fe(SCN)n3-n2.溶液pH值2.溶液pH值pH酸度对显色反应有影响,要控制合适的酸度,通过实验确定。固定酸度对显色反应有影响,要控制合适的酸度,通过实验确定。固定c c(M)、(M)、c c(R),改变pH(R),改变pH溶液酸度对显色反应溶液酸度对显色反应溶液酸度对显色反应溶液酸度对显色反应的影响可从的影响可从的影响可从的影响可从金属离金属离金属离金属离子子子子、显色剂显色剂显色剂显色剂及及及及有色配有色配有色配有色配合物合物合物合物三方面考虑。三方面考虑。三方面考虑。显色剂二甲酚橙三方面考虑。显色剂二甲酚橙pH6.3呈红紫色,呈红紫
29、色,pH6.3呈黄色,与金属配合物则呈红色,故只适合于呈黄色,与金属配合物则呈红色,故只适合于pH能级跃迁电子能级间跃迁的同时,总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。电子能级间跃迁的同时,总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。吸光光度法11讨论:(1)转动能级间的能量差转动能级间的能量差r:0.0050.050eV,跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或分子转动光谱;(2)振动能级的能量差r:0.0050.050eV,跃迁产生吸收光谱位于远红外区。远红外光谱或
30、分子转动光谱;(2)振动能级的能量差v约为:0.05eV,跃迁产生的吸收光谱位于红外区,红外光谱或分子振动光谱;(3)电子能级的能量差v约为:0.05eV,跃迁产生的吸收光谱位于红外区,红外光谱或分子振动光谱;(3)电子能级的能量差e较大120eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外e较大120eV。电子跃迁产生的吸收光谱在紫外可见光区,紫外可见光区,紫外可见光谱或分子的电子光谱可见光谱或分子的电子光谱讨论:(4)吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定,反映了分子内部能级分布状况,是物质定性的依据。(5)吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关,也提供分子结构的信息。通常将在最
31、大吸收波长处测得的摩尔吸光系数(4)吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定,反映了分子内部能级分布状况,是物质定性的依据。(5)吸收谱带的强度与分子偶极矩变化、跃迁几率有关,也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数max也作为定性的依据。max也作为定性的依据。不同物质的max有时不同物质的max有时可能相同,但max不一定相同;可能相同,但max不一定相同;(6)吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比,定量分析的依据。(6)吸收谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比,定量分析的依据。三、有机化合物的紫外吸收光谱三、有机化合物的紫外吸收光谱三、有机化
32、合物的紫外吸收光谱三、有机化合物的紫外吸收光谱1紫外吸收光谱与电子跃迁1紫外吸收光谱与电子跃迁有机化合物的紫外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、可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果:电子、电子、电子、n n电子。分子轨道理论电子。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(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁四种跃迁所需能量大小顺序大小顺序为:n n n *RKE,Bn ECOHnH2 2 2 2跃迁跃迁跃迁跃迁所需能量最大;电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;所需能量最大;电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;饱和烷烃饱和烷烃饱和烷烃饱
33、和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;吸收波长的分子吸收光谱出现在远紫外区;吸收波长200 nm;例:甲烷的200 nm;例:甲烷的max为125nm,乙烷max为125nm,乙烷max为135nm。只能被真空紫外分光光度计检测到;作为溶剂使用;max为135nm。只能被真空紫外分光光度计检测到;作为溶剂使用;*RKE,Bn E3 3 3 3n n n n跃迁跃迁跃迁跃迁所需能量较大。吸收波长为150250nm,大部分在远紫外区,近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含所需能量较大。吸收波长为150250nm,大部分在远紫外区,近紫外区仍不易观察到。含非键电子的饱和烃衍生物(含N、O、
34、S和卤素等杂原子)均呈现和卤素等杂原子)均呈现n n*跃迁。跃迁。600215CH3NH2365258CH3I200173CH3CL150184CH3OH1480167H2Omaxmax(nm)化合物4 4跃迁跃迁所需能量较小,吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区,所需能量较小,吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区,max一般在10max一般在104 4L Lmolmol11cmcm11以上,属于强吸收。(1)不饱和烃以上,属于强吸收。(1)不饱和烃*跃迁跃迁乙烯*跃迁的max为162nm,max为:1104 Lmol-1cm1。C=C发色基团,但*200nm的光),但当它们与生色团相
35、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。吸光光度法13例1、指出下列哪种不是紫外-可见分光光度计使用的检测器?()(1)热电偶(2)光电倍增管(3)光电池(4)光电管例2、基于吸收原理的分析方法是()(1)原子荧光光谱法(2)分子荧光光度法(3)光电直读光谱法(4)紫外及可见分光光度法例3、用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数,测定值的大小决定于()(1)配合物的浓度(2)配合物的性质(3)比色皿的厚度(4)入射光强度例4、许多化合物的吸收曲线表明,它们的最大吸收常常位于 200400nm 之间,对这一光谱区应选用的光
36、源为()(1)氘灯或氢灯(2)能斯特灯(3)钨灯(4)空心阴极灯例5、用紫外-可见分光光度计测量有色配合物浓度,相对偏差最小时的吸光度为_0.434_,透射比为_38.6%_。例6、分光光度法用于多组分体系测定的前提是_体系中各组分间互相不发生例1、指出下列哪种不是紫外-可见分光光度计使用的检测器?()(1)热电偶(2)光电倍增管(3)光电池(4)光电管例2、基于吸收原理的分析方法是()(1)原子荧光光谱法(2)分子荧光光度法(3)光电直读光谱法(4)紫外及可见分光光度法例3、用实验方法测定某金属配合物的摩尔吸收系数,测定值的大小决定于()(1)配合物的浓度(2)配合物的性质(3)比色皿的厚度
37、4)入射光强度例4、许多化合物的吸收曲线表明,它们的最大吸收常常位于 200400nm 之间,对这一光谱区应选用的光源为()(1)氘灯或氢灯(2)能斯特灯(3)钨灯(4)空心阴极灯例5、用紫外-可见分光光度计测量有色配合物浓度,相对偏差最小时的吸光度为_0.434_,透射比为_38.6%_。例6、分光光度法用于多组分体系测定的前提是_体系中各组分间互相不发生作用时作用时,吸光度具有加和性 _,此时,体系的总吸光度是_各组分吸光度之和 _,,吸光度具有加和性 _,此时,体系的总吸光度是_各组分吸光度之和 _,其数学表达式是其数学表达式是 _ _ A总总1bc1+2bc2+ibci_。_。思考题
38、思考题1朗伯-比耳定律的物理意义是什么?写出其数学表达式。2摩尔吸光系数的物理意义是什么?其大小与哪些因素有关?3什么是吸收曲线?什么是标准曲线?它们有何实际意义?4显色反应如何选择?5吸光度测量条件如何选择?6光度分析法中,参比溶液应如何选择?7.7.可见光的波长范围是可见光的波长范围是nmnm。紫外光的波长范围是。紫外光的波长范围是nmnm。8.8.摩尔吸光系数与摩尔吸光系数与有关。(有关。(a a)比色皿厚度;()比色皿厚度;(b b)溶液厚度;)溶液厚度;(c c)溶液种类;()溶液种类;(d d)入射光波长。)入射光波长。9.9.已知络合物二乙酰二肟镍在已知络合物二乙酰二肟镍在470
39、nm470nm处的处的=1.30*10=1.30*104 4,现有含镍量约,现有含镍量约为为0.15%0.15%的试样,溶解后生成上述络合物,稀释至的试样,溶解后生成上述络合物,稀释至100ml100ml,用,用1cm1cm比色比色皿测定其吸光度,(皿测定其吸光度,(1 1)为使吸光度测量引起的浓度测定的相对误差)为使吸光度测量引起的浓度测定的相对误差最小,应当称取试样多少克?(最小,应当称取试样多少克?(2 2)如果仪器适宜的吸光度读数范围)如果仪器适宜的吸光度读数范围为为0.1000.8000.1000.800,则测定溶液中镍的浓度范围应为多少?,则测定溶液中镍的浓度范围应为多少?(MMN
40、iNi=58.69=58.69)10.10.8 8-羟基喹啉与羟基喹啉与a a、b b两组分生成的络合物的最大吸收波长分别为两组分生成的络合物的最大吸收波长分别为415nm415nm和和720nm720nm,在此二波长下,两种络合物的摩尔吸光系数如下表,在此二波长下,两种络合物的摩尔吸光系数如下表所示:所示:将此二组分混合溶液显色后,分别用将此二组分混合溶液显色后,分别用1cm1cm比色皿在此二波长下测得吸比色皿在此二波长下测得吸光度为:光度为:A A415415=0.745=0.745,A A720720=0.436=0.436,试计算混合溶液中,试计算混合溶液中a a,b b的浓度。的浓度。/nm415720a1.12*1040.00b4546.48*103






