紫外-可見(jiàn)吸收光譜

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1、第二章紫外-可見(jiàn)吸收光譜儀器紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)基本原理一、基本組成generalprocess光源單色器樣品室檢測(cè)器顯示1.光源在整個(gè)紫外光區(qū)或可見(jiàn)光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的使用壽命。可見(jiàn)光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長(zhǎng)范圍在320～2500nm。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射185～400nm的連續(xù)光譜。近年來(lái)也有用激光作為光源的2.單色器將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。①入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；②準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；④聚焦裝置

2、：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；⑤出射狹縫。3.樣品室樣品室放置各種類(lèi)型的吸收池（比色皿）和相應(yīng)的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見(jiàn)區(qū)一般用玻璃池。4.檢測(cè)器利用光電效應(yīng)將透過(guò)吸收池的光信號(hào)變成可測(cè)的電信號(hào)，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5.結(jié)果顯示記錄系統(tǒng)檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理二、分光光度計(jì)的類(lèi)型typesofspectrometer1.單光束簡(jiǎn)單，價(jià)廉，適于在給定波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測(cè)器具有很高的穩(wěn)定性。靈敏度高。2.雙光束自動(dòng)記錄，快速全

3、波段掃描?？上庠床环€(wěn)定、檢測(cè)器靈敏度變化等因素的影響，特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜，價(jià)格較高。3.雙波長(zhǎng)將不同波長(zhǎng)的兩束單色光(λ1、λ2)快束交替通過(guò)同一吸收池而后到達(dá)檢測(cè)器。產(chǎn)生交流信號(hào)。無(wú)需參比池?！?=1～2nm。兩波長(zhǎng)同時(shí)掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。同時(shí)測(cè)定兩個(gè)波長(zhǎng)，用于研究樣品中兩個(gè)同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)儀器昂貴已被多波長(zhǎng)二極管陣列代替光路圖一.紫外-可見(jiàn)光區(qū)電磁波譜與光譜表示法1.紫外-可見(jiàn)光區(qū)電磁波譜紫外光遠(yuǎn)紫外(10~200nm)近紫外(200~400nm)空氣中的O2,N2,CO2,潮氣有強(qiáng)吸收玻璃對(duì)波長(zhǎng)<300nm的電磁波有強(qiáng)吸收遠(yuǎn)紫外光測(cè)量,所用儀器光路系統(tǒng)需

4、抽真空近紫外光測(cè)量,有關(guān)的光學(xué)元件用石英代替玻璃真空紫外區(qū)石英區(qū)可見(jiàn)光紅橙黃綠青藍(lán)紫(400~800nm)紫外區(qū)的劃分光的吸收定律1.朗伯—比耳定律布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。A∝b1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類(lèi)似的關(guān)系。A∝c二者的結(jié)合稱(chēng)為朗伯—比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：朗伯—比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式A＝lg（I0/It)=εbc式中A：吸光度；描述溶液對(duì)光的吸收程度；b：液層厚度(光程長(zhǎng)度)，通常以cm為單位；c：溶液的摩爾濃度，單位mol·L－１；ε：

5、摩爾吸光系數(shù)，單位L·mol－１·cm－１；或:A＝lg（I0/It)=abcc：溶液的濃度，單位g·L－１a：吸光系數(shù)，單位L·g－１·cm－１a與ε的關(guān)系為：a=ε/M（M為摩爾質(zhì)量）透光度(透光率)T透過(guò)度T:描述入射光透過(guò)溶液的程度:T=It/I0吸光度A與透光度T的關(guān)系:A＝－lgT朗伯—比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測(cè)定的依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測(cè)量；摩爾吸光系數(shù)ε在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度；吸光系數(shù)a(L·g-1·cm-1）相當(dāng)于濃度為1g/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。摩爾吸光系

6、數(shù)ε的討論（1）吸收物質(zhì)在一定波長(zhǎng)和溶劑條件下的特征常數(shù)；（2）不隨濃度c和光程長(zhǎng)度b的改變而改變。在溫度和波長(zhǎng)等條件一定時(shí)，ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測(cè)物濃度無(wú)關(guān)；（3）可作為定性鑒定的參數(shù)；（4）同一吸收物質(zhì)在不同波長(zhǎng)下的ε值是不同的。在最大吸收波長(zhǎng)λmax處的摩爾吸光系數(shù)，常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測(cè)定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。（5）εmax越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強(qiáng)，用光度法測(cè)定該物質(zhì)的靈敏度越高。ε>105：超高靈敏；ε=(6～10）×104：高靈敏；ε<2×104：不靈敏。（6）ε在數(shù)值上等于濃度為1

7、mol/L、液層厚度為1cm時(shí)該溶液在某一波長(zhǎng)下的吸光度。2.紫外光譜表示法橫坐標(biāo):波長(zhǎng)λ,單位是nm縱坐標(biāo):吸收強(qiáng)度,常用吸光度A、透光率T%、摩爾吸光系數(shù)ε、logε等.AT%εlogελ(nm)λ(nm)羅丹明B亞甲基藍(lán)物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收及吸收曲線M+熱M+熒光或磷光?E=E2-E1=h?量子化；選擇性吸收;分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同；用不同波長(zhǎng)的單色光照射，測(cè)吸光度—吸收曲線與最大吸收波長(zhǎng)?max；M+h??M*光的互補(bǔ)：藍(lán)??黃基態(tài)激發(fā)態(tài)E1（△E）E2吸收曲線的討論：（1）同一種物