1、紫外分光光度计的原理及应用 化学组 ：姜辰晨紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理 物质对光的选择吸收物质对光的选择吸收 当一束光照射到某种物质的固态物或溶液上时，一部当一束光照射到某种物质的固态物或溶液上时，一部分光会被分光会被吸收吸收或被或被反射反射，不同的物质对于照射它们的光束，不同的物质对于照射它们的光束的吸收程度是不同的，对某个波长的光吸收强烈，对另外的吸收程度是不同的，对某个波长的光吸收强烈，对另外波长的光吸收很小或不吸收，我们把这种现象称为光的选波长的光吸收很小或不吸收，我们把这种现象称为光的选择吸收。择吸收。 一切物质都会对可见和不可见光中的某些波长的光进一切物
2、质都会对可见和不可见光中的某些波长的光进行吸收。行吸收。 物质呈现各种各样颜色，就是它们对可见光物质呈现各种各样颜色，就是它们对可见光中某些特定波长的光线选择吸收的结果。中某些特定波长的光线选择吸收的结果。 物质颜色和吸收光颜色的关系物质颜色和吸收光颜色的关系 吸吸 收收 光光 物质颜色物质颜色 颜颜 色色 波波 长长(nm) 黄黄 绿绿 紫紫 400 450 黄黄 蓝蓝 450 480 橙橙 绿绿 蓝蓝 480 490 红红 蓝蓝 绿绿 490 500 紫紫 红红 绿绿 500 560 紫紫 黄黄 绿绿 560 580 蓝蓝 黄黄 580 600 绿绿 蓝蓝 绿绿 600 650 蓝蓝 绿绿
3、 红红 650 750 物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波物质的结构决定了物质在吸收光时只能吸收某些特定波长的光。我们可以利用测量物质对某种波长的光的吸收来了长的光。我们可以利用测量物质对某种波长的光的吸收来了解物质的结构特性。解物质的结构特性。 用经过分光后的不同波长的光依次透过该物质，通过测用经过分光后的不同波长的光依次透过该物质，通过测量物质对不同波长的光的吸收程度（吸光度），以波长为横量物质对不同波长的光的吸收程度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，就可以得到该物质在测量波长坐标，吸光度为纵坐标作图，就可以得到该物质在测量波长范围内的吸收曲线。这种曲线体现了物
4、质对不同波长的光的范围内的吸收曲线。这种曲线体现了物质对不同波长的光的吸收能力，称为吸收光谱。吸收能力，称为吸收光谱。紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理 入射光入射光透射光透射光 不同波长光不同波长光检测器检测器吸收光谱吸收光谱 紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理 紫外紫外-可见分光光度法是利用物质对光的吸收光谱，对可见分光光度法是利用物质对光的吸收光谱，对物质进行定性分析或定量分析的方法。物质进行定性分析或定量分析的方法。按所吸收光的波长按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称
5、为紫外为紫外-可见分光光度法。可见分光光度法。 0.01nm 0.1nm 800nm 10m 500m 1cm 波长波长 200nm 400nm 2.5m 25m 1m 光谱光谱 可可区域区域 见见 射线射线 射线射线 紫外光紫外光 光光 红外光红外光 微波微波 无线电波无线电波分析分析 分光分光方法方法 射线射线 紫外分紫外分 光度光度 核磁共振核磁共振 射线光谱法射线光谱法 光谱法光谱法 光光度法光光度法 法法 红外光谱法红外光谱法 微波光谱法微波光谱法 光谱法光谱法紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理- -定性分析定性分析 不同结构的物质吸收光谱也不同，这是对物质进行定
6、性不同结构的物质吸收光谱也不同，这是对物质进行定性分析的基础：通过检测吸收光谱来比对鉴定分析物质。分析的基础：通过检测吸收光谱来比对鉴定分析物质。 波长范围波长范围 吸光度吸光度利用标准物质定性分析利用标准物质定性分析 在相同条件下，测定未知物在相同条件下，测定未知物的吸收光谱，与标准物的吸收光的吸收光谱，与标准物的吸收光谱进行比较，如果两吸收光谱的谱进行比较，如果两吸收光谱的形状和吸收峰的数目、位置、拐形状和吸收峰的数目、位置、拐点等完全一致，就可初步判定未点等完全一致，就可初步判定未知物与标准物是同一种物质。知物与标准物是同一种物质。紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理-
7、 -定量分析定量分析 入射光入射光 I0透射光透射光 ItLC紫外紫外- -可见分光光度法的原理可见分光光度法的原理- -定量分析定量分析 波长范围波长范围 吸光度吸光度最大吸收波长最大吸收波长 利用标准曲线法定量分析利用标准曲线法定量分析 在一定波长（在一定波长（maxmax）下测定某物质的标准系列溶液）下测定某物质的标准系列溶液的吸光度作标准曲线，然后测定样品溶液的吸光度值，由的吸光度作标准曲线，然后测定样品溶液的吸光度值，由标准曲线求得样品溶液的浓度或含量。标准曲线求得样品溶液的浓度或含量。 0 1.0 2.0 3.0 4.0 c(mg/mL)。 。 。 。0.800.600.400.2
8、00.00Axcx吸光度的测量：紫外吸光度的测量：紫外- -可见分光光度计可见分光光度计 0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示 在紫外可见分光光度计中，常用的光源有两类：在紫外可见分光光度计中，常用的光源有两类：可见光光源，如钨灯和卤钨灯；紫外光源，如氢可见光光源，如钨灯和卤钨灯；紫外光源，如氢灯和氘灯。灯和氘灯。 1 1 光源光源 紫外紫外- -可见分光光度计的组成可见分光光度计的组成 单色器以棱镜或光栅分光，提供单色光。单色器以棱镜或光栅分光，提供单色光。 2 2 单色器单色器 吸收池又称比色皿或比色杯，按材料可分吸收池又称比色皿或比色杯，按材料可分为玻璃吸收池和
9、石英吸收池，前者不能用于为玻璃吸收池和石英吸收池，前者不能用于紫外区。紫外区。 3 3 吸收池吸收池紫外紫外- -可见分光光度计的组成可见分光光度计的组成 4 4 检测器检测器 检测器的作用是检测光信号，并将光信号转检测器的作用是检测光信号，并将光信号转变为电信号。现今使用的分光光度计大多采用变为电信号。现今使用的分光光度计大多采用光电管或光电倍增管作为检测器。光电管或光电倍增管作为检测器。5 5 信号显示系统信号显示系统 常用的信号显示装置有自动记录和数字显常用的信号显示装置有自动记录和数字显示装置等。示装置等。v 相对其他光谱分析方法来说，其相对其他光谱分析方法来说，其仪器设备和操作都比较
10、简单仪器设备和操作都比较简单，费用少，费用少，分析速度较快。分析速度较快。v 灵敏度高灵敏度高。如在紫外区直接检测。如在紫外区直接检测Vc 时，其最低检出浓度可达到时，其最低检出浓度可达到10-6 g/mL。v 有较好的选择性有较好的选择性。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的。通过适当的选择测量条件，一般可在多种组分共存的体系中，对某一物质进行测定。体系中，对某一物质进行测定。v 精密度和准确度较高精密度和准确度较高。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相。在仪器设备和其他测量条件较好的情况下，其相对误差可减小到对误差可减小到1%2%。可用于对微量组分的测定。可用于对微量组分的
11、测定。v 用途广泛用途广泛。紫外紫外- -可见分光光度法的优点可见分光光度法的优点 紫外紫外- -可见分光光度法的应用范围可见分光光度法的应用范围 UV的测定范围有机化学分析无机化学分析光学测定生物化学分析环境分析色彩測定临床分析有机化学分析无机化学分析光学测定生物化学分析环境分析色彩測定临床分析紫外分光光度计法在钢铁及合金中的应用变色酸光度法测定钛量 GB/T223.16-91一一 主题内容与适用范围本标准规定了用变色酸光度法测定钛量本标准适用于生铁、碳钢及铁基钢种中钛量的测定。测定范围：0.010%-2.50%。二二 方法提要试样用酸溶解，以硫酸冒烟，在草酸溶液中，变色酸与钛形成红色络合物
12、，测量其吸光度。三三 试剂3.1氯化钠3.2氢氟酸（ 1.15g/ml）。3.3亚硫酸（ 1.03g/ml）。3.4高氯酸（ 1.67g/ml）。v 3.5盐酸（ 1.19g/ml）。v 3.6硝酸（ 1.42g/ml）。v 3.7王水：三份盐酸（3.5）和一份硝酸（3.6）混合。v 3.8硫酸（1+1）。v 3.9氢氧化钠溶液（35%）。v 3.10草酸溶液（5%）v 3.11草酸溶液(10%)v 3.12变色酸溶液（3%）v 3.13钛标准溶液v 四四 分析步骤v 4.1 试样量紫外分光光度计的应用v 按表一称取试样：含钛量，%称样量，g移取试液体积，ml0.010 0.1000.100
13、0.5000.500 1.001.00 2.50 0.500 0 0.250 0 0.100 0 0.100 0 20.00 10.00 10.00 5.00紫外分光光度计的应用v 4.2测定v 4.2.1试样处理v 4.2.1.1将试样（4.1）置于250ml锥形瓶中，加20 30王水（3.7），加热溶解后高硅试样加几滴氢氟酸（3.2）；高碳钢试样加3 5ml高氯酸（3.4）后，加10ml硫酸（3.8），继续加热冒硫酸烟（溶样滴加氢氟酸时，则需要取下稍冷，用水吹洗瓶壁，再加热冒硫酸烟）。v 4.2.1.2将4.2.1.1的溶液稍冷，加15 30ml水，加热溶解盐类如有不溶钨酸时，冷却后缓慢加
14、入30ml氢氧化钠（3.9），20ml草酸（3.11），混匀，用硫酸（3.8）中和至弱酸性并过量10ml ，取下冷却至室温，移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。v4.2.2显色和测量v4.2.2.1按表一移取试液，置于50ml容量瓶中。v加25ml草酸溶液（3.10），7ml变色酸（3.12），用水稀释至刻度，混匀。将部分溶液移入1cm比色皿中，在分光光度计上于波长490nm处，测量其吸光度。公式（一）v W( Ti )%= A %v Ao 称量试样加热溶解试样：试样溶解加入10ml硫酸，加热冒硫酸烟此时冒硫酸烟v取下冷却，有盐类生成另一试样发烟状态v将稍冷后的试样加入15-30ml水加热溶解盐类 冷却 后定 容 100ml紫外分光光度计的应用根据公式（一）计算得出钛含量 称样量（g） 吸光度 Ti含量（%）标样1：高合金30.25000.1940.233标样2：高合金40.25010.2670.32试样1：0.25000.1710.205试样2：0.25020.1720.206
