1、2022-6-7石河子大学化学化工学院1 第八章第八章 吸收光谱法吸收光谱法2022-6-7石河子大学化学化工学院2紫外紫外- -可见分光光度法可见分光光度法： 紫外紫外可见分光光度法是利用某些物质的分可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收子吸收200200-800nm-800nm光谱区的辐射来进行分析测定光谱区的辐射来进行分析测定的方法。的方法。吸收光谱产生的原因：吸收光谱产生的原因：过程：运动的过程：运动的分子外层电子分子外层电子-吸收外来外来辐吸收外来外来辐射射-产生电子能级跃迁产生电子能级跃迁-分子吸收谱。分子吸收谱。2022-6-7石河子大学化学化工学院3 电磁辐射和电磁波谱电磁辐射
2、和电磁波谱 1电磁辐射（电磁波，光）电磁辐射（电磁波，光） ：以巨大速度通：以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能过空间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量形式，它是检测物质内在微观信息的量形式，它是检测物质内在微观信息的最佳信使最佳信使。 2电磁辐射的性质：具有波、粒二像性；其电磁辐射的性质：具有波、粒二像性；其能量交换一般为单光子形式，且必须满足量子跃能量交换一般为单光子形式，且必须满足量子跃迁能量公式：迁能量公式： 3电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列就称电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列就称光谱。光谱。chhE 8.1 8.1 吸收光谱吸收光谱2022-6-7石河子大学化
3、学化工学院52022-6-7石河子大学化学化工学院6光谱光谱能量能量/eV波长波长跃迁类型跃迁类型 射线光谱射线光谱2.5 1050.005 nm核能级核能级X射线射线2.5 105 1.2 1020.005 10nmK,L层电子层电子能级能级真空紫外光区真空紫外光区1.2 102 6.210 200 nm近紫外光区近紫外光区6.2 3.1200 400 nm外层电子外层电子能级能级可见光区可见光区3.1 1.6400 800 nm近红外光区近红外光区1.6 0.500.8 2.5 m分子振动分子振动能级能级中红外光区中红外光区0.50 2.5 10-22.5 50 m远红外光区远红外光区2.
4、5 10-2 1.2 10-350 1000 m分子转动分子转动能级能级微波区微波区1.2 10-3 4.1 10-61 300 mm无线电波区无线电波区300 mm电子和核电子和核的自旋的自旋2022-6-7石河子大学化学化工学院78.1.2 分子吸收光谱的产生分子吸收光谱的产生 物质的分子内部具有一系列不连续的特征能级，物质的分子内部具有一系列不连续的特征能级，包括包括电子能级电子能级，振动能级振动能级和和转动能级转动能级，这些能级都，这些能级都是量子化的，其中电子能级又可分为基态和能量较是量子化的，其中电子能级又可分为基态和能量较高的若干个激发态。高的若干个激发态。 当光照射某物质后，如
5、果光具有的能量恰好与当光照射某物质后，如果光具有的能量恰好与物质分子的某一能级差相等时，这一波长的光即可物质分子的某一能级差相等时，这一波长的光即可被分子吸收，从而使其产生能级跃迁而进入较高的被分子吸收，从而使其产生能级跃迁而进入较高的能态。能态。2022-6-7石河子大学化学化工学院82022-6-7石河子大学化学化工学院9分子吸收的能量分子吸收的能量E=h=hc/分子吸收光子后，依光子能量的大小不同而引分子吸收光子后，依光子能量的大小不同而引起起转动能级、振动能级和电子能级的跃迁转动能级、振动能级和电子能级的跃迁，也就是使分子由基态跃迁至高能量的激发态，也就是使分子由基态跃迁至高能量的激发
6、态，因而产生三类吸收光谱，即因而产生三类吸收光谱，即转动光谱、振动转动光谱、振动光谱和电子光谱。光谱和电子光谱。2022-6-7石河子大学化学化工学院10 跃迁类型跃迁类型 基态有机化合物的价电子包括成键基态有机化合物的价电子包括成键 电电子、成键子、成键 电子和非键电子（以电子和非键电子（以 n n表示）。表示）。分子的空轨道包括反键分子的空轨道包括反键 * *轨道和反键轨道和反键 * *轨轨道，因此，可能的跃迁为道，因此，可能的跃迁为* *、* *、n n* * n n* *等。等。电子光谱的产生（电子光谱的产生（200-800nm)200-800nm)2022-6-7石河子大学化学化工学
7、院11非键轨道非键轨道成键轨道成键轨道成键轨道成键轨道反键轨道反键轨道反键轨道反键轨道 (nm)2022-6-7石河子大学化学化工学院12 不同颜色的可见光波长及其互补光不同颜色的可见光波长及其互补光颜色颜色 （nm） 互补光互补光紫光紫光 400-450 黄绿黄绿兰兰 450-480 黄黄绿兰绿兰 480-490 橙橙兰绿兰绿 490-500 红红绿绿 500-560 红紫红紫黄绿黄绿 560-580 紫紫黄黄 580-610 兰兰红红 650-760 兰绿兰绿 8.1.3 溶液颜色和物质对光的选择性吸收溶液颜色和物质对光的选择性吸收2022-6-7石河子大学化学化工学院13 2022-6-
8、7石河子大学化学化工学院14透光率透光率( (透射比）（透射比）（TransmittanceTransmittance）吸光度（吸光度（AbsorbanceAbsorbance）A A= =lglg I I0 0/ /I It t=lg(1/=lg(1/T T) )=-=-lglgT T = = clcl T=10T=10- -cl = 10-AI0It8.1.4 8.1.4 吸收光谱及其表示方法吸收光谱及其表示方法0IT =It2022-6-7石河子大学化学化工学院15除摩尔吸收系数之外，还可用吸收系数、比吸收系数和灵敏度指数来反映一物质对光的吸收程度和测定吸光物质的灵敏度。 M=/aM=1
9、0/A1cm1%灵敏度指数 S=M/ 2022-6-7石河子大学化学化工学院161 1、吸收曲线（吸收光谱）、吸收曲线（吸收光谱） 让不同波长的单色光依次照射某一吸光物质，让不同波长的单色光依次照射某一吸光物质，并测量该物质在每一波长处对光的吸收程度的大并测量该物质在每一波长处对光的吸收程度的大小（吸光度），以波长（小（吸光度），以波长（）为横坐标，吸光度为横坐标，吸光度（A A）为纵坐标作图，即可得一条吸光度随波长变为纵坐标作图，即可得一条吸光度随波长变化的曲线，即化的曲线，即吸收光谱曲线。吸收光谱曲线。常用术语常用术语2022-6-7石河子大学化学化工学院172、最大吸收峰：、最大吸收峰：
10、吸收曲线上最大吸收峰所对应的波长，通常选吸收曲线上最大吸收峰所对应的波长，通常选此波长为工作波长。此波长为工作波长。2022-6-7石河子大学化学化工学院183、生色团、生色团 Chromophoric Group ( (含有含有电子，电子，都发生都发生* * 或或n n* *跃迁跃迁);); 分子中含有非键或分子中含有非键或 键的电子体系，能吸收外键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起来辐射时并引起n- * 和和 - *跃迁，可产生此类跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为跃迁或吸收的结构单元，称为。 2022-6-7石河子大学化学化工学院19( (含有含有饱和的杂原子饱和的杂原子) )
11、是指是指带有非键电子对带有非键电子对的基团，如的基团，如- -OHOH、-OR-OR、 -NHR -NHR、-SH-SH、- -ClCl、-Br-Br、-I-I、 -NH-NH2 2等，它们本身不能吸收大于等，它们本身不能吸收大于200200nmnm的光，的光，但是当它们与生色团相连时，会使生色团但是当它们与生色团相连时，会使生色团的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸的吸收峰向长波方向移动，并且增加其吸光度。光度。2022-6-7石河子大学化学化工学院20红红 移移(red shift (red shift 或或bathochromicbathochromic shiftshift）指取代基或
12、溶剂效应引起吸收带指取代基或溶剂效应引起吸收带向长波方向的移动；向长波方向的移动；蓝移蓝移（blue shift blue shift 或或hypsochromichypsochromic shiftshift）或紫移：或紫移：吸收带向短波方向移动吸收带向短波方向移动 2022-6-7石河子大学化学化工学院21常见助色团及其助色效应常见助色团及其助色效应(红移红移) FClBrOHOCH3NH2NHCH3 N(CH3)2 NHC6H5O例：例： CH3Cl CH3Br CH3Imax(nm) 172 204 2582022-6-7石河子大学化学化工学院22 在某些生色团如羰基的碳原子在某些生色
13、团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰一端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效的波长会向短波方向移动，这种效应称为应称为。 如如- -CHCH3 3、-CH-CH2 2CHCH3 3、-OCOCH-OCOCH3 3称为称为向蓝（紫）基团。向蓝（紫）基团。2022-6-7石河子大学化学化工学院23等吸收点：等吸收点：两个或两个以上化合物的吸收强度相等的波长。两个或两个以上化合物的吸收强度相等的波长。2022-6-7石河子大学化学化工学院24注意问题注意问题1、溶剂不同，最大吸收波长所以位置不同；、溶剂不同，最大吸收波长所以位置不同；吸收光谱形状也不相同吸收光谱形状也不
14、相同2、温度不同对某些物质的测定也有影响、温度不同对某些物质的测定也有影响3、被测物质浓度不能太大，一般小于、被测物质浓度不能太大，一般小于10-2mol/l4、吸收曲线的形状与浓度无关，但同一波长、吸收曲线的形状与浓度无关，但同一波长下吸光度值随浓度增加而增加。下吸光度值随浓度增加而增加。AA /nmHCN NN NCH对称四嗪水中环己烷中蒸汽中5005552022-6-7石河子大学化学化工学院261 1、 朗伯朗伯比耳定律成立的条件：比耳定律成立的条件：（1 1）入射光为平行单色光，且垂直照射；）入射光为平行单色光，且垂直照射；（2 2）吸光物质为均匀非散射体系；）吸光物质为均匀非散射体系
15、；（3 3）吸光质点之间无相互作用；）吸光质点之间无相互作用；（4 4）辐射与物质之间的作用仅限于光吸收）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发生。过程，无荧光和光化学现象发生。8.1.5 朗伯朗伯-比耳定律的适用范围比耳定律的适用范围2022-6-7石河子大学化学化工学院27A A= =lglg I I0 0/ /I It t=lg(1/=lg(1/T T)=-)=-lglgT T = = KbcKbc因此，因此，A A与与C C成正比成正比但但 A A与与T T不成正比，不成正比，A A正比于正比于- -lgTlgT例：当例：当A=0A=0时，时，T=100%T=100
16、% A A趋近无穷大，趋近无穷大，T=0T=0 A=0.301 A=0.301， T=50%T=50%2022-6-7石河子大学化学化工学院28标准曲线的绘制及其应用标准曲线的绘制及其应用 标准曲线即校准曲线标准曲线即校准曲线，又称，又称工作曲线工作曲线，在，在一定条件下配制一系列具有不同浓度的吸光物一定条件下配制一系列具有不同浓度的吸光物质的标准溶液（称标准系列），然后在确定的质的标准溶液（称标准系列），然后在确定的波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸波长和光程等条件下，分别测量系列溶液的吸光度，绘制光度，绘制A AC C（吸光度吸光度浓度浓度）曲线，即得曲线，即得到一条通过原点的直线到
17、一条通过原点的直线标准曲线。标准曲线。 在相同条件下测得未知液的吸光度在相同条件下测得未知液的吸光度A Ax x，即即可从曲线上查得可从曲线上查得C Cx x。2022-6-7石河子大学化学化工学院29CA吸光度值保证在吸光度值保证在0.2-0.8之间之间2022-6-7石河子大学化学化工学院30灵敏度灵敏度 S Sc c越小，元素测定的灵敏度越高。越小，元素测定的灵敏度越高。2022-6-7石河子大学化学化工学院312、引起偏离朗伯、引起偏离朗伯比尔定律的因素比尔定律的因素物理因素物理因素(不同导致有不同不同导致有不同k k值值) ) * *当入射光当入射光很小时，很小时，A A与与C C成
18、正比；或虽成正比；或虽然然较大，但在所选择的入射光波长附近吸收较大，但在所选择的入射光波长附近吸收曲线较为平坦，曲线较为平坦，A A与与C C也有较好的线性关系。也有较好的线性关系。 * *较大，较大，k k1 1kk2 2，A A和和C C不成正比，发生不成正比，发生偏离朗伯比耳定律，偏离朗伯比耳定律，k k1 1、k k2 2相差越大，偏差越大。相差越大，偏差越大。2022-6-7石河子大学化学化工学院32光不纯引起的对光不纯引起的对BeerBeer定律的偏离定律的偏离 2 max max 2AA /nmc/mol/L2022-6-7石河子大学化学化工学院33(b(b的大小发生改变的大小发
19、生改变) ) 由于入射光为非平行光，不能保证光束全部由于入射光为非平行光，不能保证光束全部垂直通过吸收，导致光束的平均光程大于吸收池垂直通过吸收，导致光束的平均光程大于吸收池厚度，实测值大于理论值，从而产生正偏离。厚度，实测值大于理论值，从而产生正偏离。 由于溶液不均匀，如产生胶体或发生混浊，由于溶液不均匀，如产生胶体或发生混浊，当入射光通过该溶液时，除一部分被吸收外，还当入射光通过该溶液时，除一部分被吸收外，还有一部分会因散射而损失，使透射比减小，实测有一部分会因散射而损失，使透射比减小，实测值偏高。值偏高。2022-6-7石河子大学化学化工学院34吸收定律本身的局限性吸收定律本身的局限性朗
20、伯朗伯-比耳定律适用于稀溶液比耳定律适用于稀溶液,由于在高浓度情由于在高浓度情况下况下,邻近质点彼此电荷相互影响邻近质点彼此电荷相互影响,此影响会此影响会改变它们对特定辐射的吸收能力改变它们对特定辐射的吸收能力,相互影响相互影响取决于浓度取决于浓度,此现象会导致吸光度与浓度的此现象会导致吸光度与浓度的线性关系发生偏差线性关系发生偏差.2022-6-7石河子大学化学化工学院35化学因素化学因素a.a.溶液浓度过高引起的偏离溶液浓度过高引起的偏离(k(k的大小发生改变的大小发生改变) ) 浓度大时，吸光物质的分子或离子间平均距浓度大时，吸光物质的分子或离子间平均距离减小，由于相互作会而改变吸光微粒
21、的电荷离减小，由于相互作会而改变吸光微粒的电荷分布，改变吸光能力。分布，改变吸光能力。b.b.化学反应引起的偏离化学反应引起的偏离 当溶液中存在解离、缔合、形成新化合物时，当溶液中存在解离、缔合、形成新化合物时，平衡浓度不等于分析浓度，产生的偏差平衡浓度不等于分析浓度，产生的偏差。2022-6-7石河子大学化学化工学院368.2 比色法和分光光度法比色法和分光光度法8.2.1 比色法比色法目视比色法目视比色法直接用眼睛比较标准溶液与被测溶液颜色的深直接用眼睛比较标准溶液与被测溶液颜色的深浅，来测定物质含量的方法，测量的是透光浅，来测定物质含量的方法，测量的是透光强度。强度。AIIIIbcobc
22、o2221111010I1=I2时，时，1C1L1= 2C2L2相同条件下，相同条件下，1=2 ，L1=L2所以所以 C1=C22022-6-7石河子大学化学化工学院38常用的目视比色法是常用的目视比色法是标准标准系列法。使用一套由系列法。使用一套由同种材料，大小形状相同的比色管同种材料，大小形状相同的比色管 ，于管，于管中分别加入标准溶液和待测液，在实验条件中分别加入标准溶液和待测液，在实验条件相同的情况下，再加入等量的相同的情况下，再加入等量的显色剂显色剂和其他和其他试剂，然后从管口垂直向下观察，比较待测试剂，然后从管口垂直向下观察，比较待测液与标准溶液颜色的深浅。若待测液与某一液与标准溶
23、液颜色的深浅。若待测液与某一标准溶液颜色深度一致，则说明两者标准溶液颜色深度一致，则说明两者浓度浓度相相等，若待测液颜色介于两标准溶液之间，则等，若待测液颜色介于两标准溶液之间，则取其取其算术平均值算术平均值作为待测液浓度。作为待测液浓度。 2022-6-7石河子大学化学化工学院39目视比色法的主要缺点是准确度不高，如果待目视比色法的主要缺点是准确度不高，如果待测液中存在第二种有色测液中存在第二种有色物质物质，甚至会无法进，甚至会无法进行测定。另外，由于许多有色溶液颜色不稳行测定。另外，由于许多有色溶液颜色不稳定，标准系列不能久存，经常需在测定时配定，标准系列不能久存，经常需在测定时配制，比较
24、麻烦。制，比较麻烦。2022-6-7石河子大学化学化工学院40（2）光电比色法）光电比色法用光电池代替眼睛进行测量的仪器分析方法用光电池代替眼睛进行测量的仪器分析方法光电比色计：光电比色计：光源光源滤光片滤光片比色皿比色皿光电池光电池2022-6-7石河子大学化学化工学院411、特点、特点分光光度法特点分光光度法特点1）采用棱镜或光栅等分光器将复合光变为纯）采用棱镜或光栅等分光器将复合光变为纯度高的单色光度高的单色光2）测量范围扩大）测量范围扩大3）可选取任意波长的光）可选取任意波长的光8.2.2 分光光度法分光光度法2022-6-7石河子大学化学化工学院42按入射光波长分按入射光波长分:可见
25、分光光度计、紫外可见分光光度计、紫外可见分光光度计、红外分光光度计可见分光光度计、红外分光光度计按结构分按结构分：单光束、双光束；单波长、双单光束、双光束；单波长、双波长波长8.2.2 分光光度计分光光度计分光光度计与光电比色计的区别是分光器不分光光度计与光电比色计的区别是分光器不同，测量范围不同同，测量范围不同2022-6-7石河子大学化学化工学院431、单光束分光光度计、单光束分光光度计 经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分液和样品溶液，以进行吸光度的测定。这种简易型分光光度计结构简单，操作方便，
26、维修容易，适用于常光光度计结构简单，操作方便，维修容易，适用于常规分析。规分析。2022-6-7石河子大学化学化工学院44单光束分光光度计单光束分光光度计可变波长单光束紫外可变波长单光束紫外- -可见分光光度计示意图可见分光光度计示意图：参比和试液不参比和试液不在同一时间内测定，由在同一时间内测定，由光源和检测系统不稳定光源和检测系统不稳定而引起测量误差。而引起测量误差。2022-6-7石河子大学化学化工学院452、双光束分光光度计、双光束分光光度计 经单色器分光后经反射镜分解为强度经单色器分光后经反射镜分解为强度相等的两束光，一束通过参比池，一束通相等的两束光，一束通过参比池，一束通过样品池
27、。过样品池。 双光束分光光度计一般都能自动记录吸双光束分光光度计一般都能自动记录吸收光谱曲线。收光谱曲线。2022-6-7石河子大学化学化工学院463、双波长分光光度计、双波长分光光度计 由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（单色器，得到两束不同波长（ 1和和 2）的单色光；）的单色光；利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池，然后经过检测系统，最后显示出两个波长处收池，然后经过检测系统，最后显示出两个波长处的吸光度差值的吸光度差值A（A=A 1-A 2）。）。 2022
28、-6-7石河子大学化学化工学院472022-6-7石河子大学化学化工学院48：参比和试液的光强参比和试液的光强I0和和It的测的测量几乎同时进行，补偿了因光源和检测系统不稳定量几乎同时进行，补偿了因光源和检测系统不稳定而造成的影响。可自动测量在不同波长下试液的吸而造成的影响。可自动测量在不同波长下试液的吸光度，绘制相应的吸收光谱图。光度，绘制相应的吸收光谱图。一个单色器、一个参比溶液、一个吸收池。一个单色器、一个参比溶液、一个吸收池。通过波长选择消除了浑浊背景通过波长选择消除了浑浊背景和吸收光谱重叠的干扰，避免了单波长法中因被测和吸收光谱重叠的干扰，避免了单波长法中因被测溶液和参比溶液在组成、
29、均匀性上的差异以及两个溶液和参比溶液在组成、均匀性上的差异以及两个吸收池之间的差异所引入的误差。吸收池之间的差异所引入的误差。：两个单色器、没有参比溶液、只有一个吸收：两个单色器、没有参比溶液、只有一个吸收池。池。2022-6-7石河子大学化学化工学院49 紫外紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示组成：即光源、单色器、吸收池、检测器和信号指示系统。系统。 对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区对光源的基本要求是应在仪器操作所需的光谱区域内能够发射连续辐射，有足够的辐射强度和良好的域内能够发射连续辐射，有
30、足够的辐射强度和良好的稳定性，而且辐射光强随波长的变化应尽可能小。稳定性，而且辐射光强随波长的变化应尽可能小。 分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放分光光度计中常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。电光源两类。8.2.4可见可见-紫外光度计的组成及结构原理紫外光度计的组成及结构原理2022-6-7石河子大学化学化工学院50 用于可见光区，如用于可见光区，如和和；钨灯和卤钨灯可使用的范围在；钨灯和卤钨灯可使用的范围在340 2500nm。这类光源的辐射能量与施加的这类光源的辐射能量与施加的外加电压有关，在可见光区，辐射的能量外加电压有关，在可见光区，辐射的能量与工作电压与工作电压4次方
31、成正比。光电流与灯丝电次方成正比。光电流与灯丝电压的压的n次方（次方（n 1）成正比。因此必须严格成正比。因此必须严格控制灯丝电压，仪器必须配有稳压装置。控制灯丝电压，仪器必须配有稳压装置。 2022-6-7石河子大学化学化工学院51用于紫外光区，如用于紫外光区，如和和。 在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。在近紫外区测定时常用氢灯和氘灯。它们可在它们可在160 375 nm范围内产生连续光源。范围内产生连续光源。氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫氘灯的灯管内充有氢的同位素氘，它是紫外光区应用最广泛的一种光源，其光谱分外光区应用最广泛的一种光源，其光谱分布与氢灯类似，但光强度比相同功率的氢布与氢
32、灯类似，但光强度比相同功率的氢灯要大灯要大35倍。倍。2022-6-7石河子大学化学化工学院52（二）单色器（二）单色器 单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置，其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在学装置，其主要功能：产生光谱纯度高的波长且波长在紫外可见区域内任意可调。紫外可见区域内任意可调。 单色器一般由单色器一般由等几部分组成。其等几部分组成。其，起分光的作，起分光的作用。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影用。单色器的性能直接影响入射光的单色性，从而也影响到测定的灵敏度、选择性及校准曲线的线性关系等。响到测定的灵敏度、选
33、择性及校准曲线的线性关系等。 能起分光作用的色散元件主要是能起分光作用的色散元件主要是。2022-6-7石河子大学化学化工学院53 。由于。由于，所以玻璃棱镜只，所以玻璃棱镜只能用于能用于350 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域的波长范围，即只能用于可见光域内。石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从内。石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从185 4000nm，即可用于紫外、可见和近红外三即可用于紫外、可见和近红外三 个光域。个光域。 ，它可用于，它可用于紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有良好的、紫外、可见及红外光域，而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波
34、长范围宽、分几乎均匀一致的分辨能力。它具有色散波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点辨本领高、成本低、便于保存和易于制备等优点。缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。是各级光谱会重叠而产生干扰。2022-6-7石河子大学化学化工学院54入射狭缝入射狭缝 准直透准直透镜镜棱棱镜镜聚焦透聚焦透镜镜出射狭缝出射狭缝白光白光红红紫紫1 12 2800 600 5004002022-6-7石河子大学化学化工学院55 入射、出射狭缝，透镜及准光镜等光学元件入射、出射狭缝，透镜及准光镜等光学元件中中。狭缝的。狭缝的大小直接影响单色光纯度，但过小的狭缝又会减大小直接影响单色光纯度，但过小的狭
35、缝又会减弱光强。弱光强。 2022-6-7石河子大学化学化工学院56（三）吸收池（三）吸收池又称又称比色皿比色皿，用于盛入参比溶液及试样溶液。，用于盛入参比溶液及试样溶液。厚度：厚度：0.5cm、1cm、2cm、3cm可见光区玻璃比色皿可见光区玻璃比色皿紫外光区石英比色皿紫外光区石英比色皿比色皿的表面对入射光有一定的反射作用，但作用较小，比色皿的表面对入射光有一定的反射作用，但作用较小，要保持清洁，不磨损它的光学面。要保持清洁，不磨损它的光学面。在高精度的分析测定中（紫外区尤其重要），吸收池在高精度的分析测定中（紫外区尤其重要），吸收池要挑选配对。因为吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池要挑选配
36、对。因为吸收池材料的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。的光程长度的精度等对分析结果都有影响。2022-6-7石河子大学化学化工学院57（四）检测器（四）检测器 检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶检测器的功能是检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化的一种装置。液后光强度变化的一种装置。 常用的检测器有常用的检测器有等。等。 硒光电池对光的敏感范围为硒光电池对光的敏感范围为300800nm，其中其中又以又以500 600nm最为灵敏最为灵敏。这种光电池的特点是能。这种光电池的特点是能产生可直接推动微安表或检流计的光电流，但由于产生可直接推动微安表或检流计的光电流，
37、但由于容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。容易出现疲劳效应而只能用于低档的分光光度计中。 光电管在紫外光电管在紫外-可见分光光度计上应用较为广泛。可见分光光度计上应用较为广泛。2022-6-7石河子大学化学化工学院58 2022-6-7石河子大学化学化工学院59硒光电池硒光电池2022-6-7石河子大学化学化工学院6012342022-6-7石河子大学化学化工学院612022-6-7石河子大学化学化工学院622022-6-7石河子大学化学化工学院632022-6-7石河子大学化学化工学院64红敏管红敏管 625-1000 nm蓝敏管蓝敏管 200-625 nm光电管光电管2022-6
38、-7石河子大学化学化工学院652022-6-7石河子大学化学化工学院66光光电电倍倍增增管管1个光电子可产生个光电子可产生106107个电子个电子2022-6-7石河子大学化学化工学院672022-6-7石河子大学化学化工学院68光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件，光电倍增管是检测微弱光最常用的光电元件，它的灵敏度比一般的光电管要高它的灵敏度比一般的光电管要高200倍，因此倍，因此可使用较窄的单色器狭缝，从而对光谱的精细可使用较窄的单色器狭缝，从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。结构有较好的分辨能力。2022-6-7石河子大学化学化工学院69（五）信号指示系统（五）信号指示系统 它的作用
39、是放大信号并以适当方式指示或它的作用是放大信号并以适当方式指示或记录下来。常用的信号指示装置有直读检流记录下来。常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自动计、电位调节指零装置以及数字显示或自动记录装置等。很多型号的分光光度计装配有记录装置等。很多型号的分光光度计装配有微处理机，一方面可对分光光度计进行操作微处理机，一方面可对分光光度计进行操作控制，另一方面可进行数据处理。控制，另一方面可进行数据处理。2022-6-7石河子大学化学化工学院70作用作用：检测光电流强度的大小，以一定的方式显示或记检测光电流强度的大小，以一定的方式显示或记录下来。录下来。 低档仪器：刻度显示
40、低档仪器：刻度显示 中高档仪器：记录仪，数字显示中高档仪器：记录仪，数字显示早期的分光光度计多采用透射比早期的分光光度计多采用透射比T和吸光度和吸光度A两种标尺，两种标尺，吸光度标尺不均匀。吸光度标尺不均匀。2022-6-7石河子大学化学化工学院718.38.3吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择1 1、显色反应和显色剂、显色反应和显色剂将被测组分转变成有色化合物的反应称为将被测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应显色反应。能与被测组分反应使之生成有色物质的试剂称为能与被测组分反应使之生成有色物质的试剂称为显显色剂色剂。选择显色剂显色反应的条件：选择显色剂显色反应的条件：（1 1
41、）选择性好（）选择性好（2 2）灵敏度高（）灵敏度高（3 3）对比度要大）对比度要大（4 4）有色化合物要稳定）有色化合物要稳定（5 5）显色反应条件易于控制）显色反应条件易于控制2022-6-7石河子大学化学化工学院72显色剂：无机显色剂、有机显色剂显色剂：无机显色剂、有机显色剂( (利用氧化利用氧化, ,络合反应络合反应) )无机显色剂与金属形成络合物稳定性差、灵敏度和选择性都无机显色剂与金属形成络合物稳定性差、灵敏度和选择性都不高，应用较少。不高，应用较少。有机显色剂与金属离子形成络合物稳定性好、灵敏度和选择有机显色剂与金属离子形成络合物稳定性好、灵敏度和选择性好，应用广。性好，应用广。
42、生色团生色团：某些含不饱和键的基团，如偶氮基、对醌基、羰基：某些含不饱和键的基团，如偶氮基、对醌基、羰基等，这些基团的等，这些基团的电子被激发时所需能量较小，波长电子被激发时所需能量较小，波长200nm200nm以以上的光就可以使其激发，吸收可见光而表现出颜色。上的光就可以使其激发，吸收可见光而表现出颜色。助色团助色团：含有未共用电子对的基团，这类基团中未共用电子：含有未共用电子对的基团，这类基团中未共用电子对能够与生色团上不饱和键发生共轭作用，使生色团最大吸对能够与生色团上不饱和键发生共轭作用，使生色团最大吸收峰向长波方向移动（红移）颜色加深，吸收强度增大。收峰向长波方向移动（红移）颜色加深
43、，吸收强度增大。2022-6-7石河子大学化学化工学院73显色剂显色剂O生色团生色团：NN，NO，OC=S,N （共轭双键）共轭双键）e：助色团助色团NH，OH，X （孤对电子）孤对电子）ne2022-6-7石河子大学化学化工学院742、显色反应条件的选择、显色反应条件的选择（1）显色剂的用量）显色剂的用量（2）溶液的酸度）溶液的酸度（3）时间和温度）时间和温度（4）有机溶剂和表面活性剂）有机溶剂和表面活性剂（5）共存离子的干扰及消除）共存离子的干扰及消除2022-6-7石河子大学化学化工学院75确定显色剂用量确定显色剂用量（c(M)、pH一定）一定）c(R)c(R)c(R)2022-6-7石
44、河子大学化学化工学院76确定显色反应酸度确定显色反应酸度（c(M)、 c(R)一定）一定）pH1pHpH22022-6-7石河子大学化学化工学院77确定显色温度及显色时间确定显色温度及显色时间t1(C)t2(C)t1(min)t2(min)T(C)t(min)另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等另外，还有介质条件、有机溶剂、表面活性剂等2022-6-7石河子大学化学化工学院78 a a、溶剂参比：试样组成简单、共存组份少（基、溶剂参比：试样组成简单、共存组份少（基体干扰少）、显色剂不吸收时，直接采用体干扰少）、显色剂不吸收时，直接采用（多为蒸馏水）；（多为蒸馏水）； b b、试剂参比：当显色剂或其它试剂在测定波长、试剂参比：当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时，采用处有吸收时，采用（不加待测物）；（不加待测物）； c c、 试样参比：如试样基体在测定波长处有吸收，试样参比：如试样基体在测定波长处有吸收，但不与显色剂反应时，可以但不与显色剂反应时，可以（不能加显（不能加显色剂）。色剂）。2022-6-7石河子大学化学化工学院798.4 吸收光谱法定量的基本方法吸收光谱法定量的基本方法8.4.1 绝对法8.4.2 标准对照法8.4.3 比吸收系数法8.4.4 标准曲线法
