1、紫外可见光分光光度法教学课件（优选）紫外可见光分光光（优选）紫外可见光分光光度法教学课件度法教学课件一分子吸收光谱的产生一分子吸收光谱的产生在分子中存在着电子的运动，在分子中存在着电子的运动，以及组成分子的各原子间的振动以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。分子的和分子作为整体的转动。分子的总能量可以认为等于这三种运动总能量可以认为等于这三种运动能量之和。即能量之和。即 E E分子分子=E=E电子电子+E+E振动振动+E+E转转动动 分子中的这三种运动状态都对分子中的这三种运动状态都对应有一定的能级。即在分子中存在着应有一定的能级。即在分子中存在着电子能级、振动能级和转动能级。这电
2、子能级、振动能级和转动能级。这三种能级都是量子化的。其中电子能三种能级都是量子化的。其中电子能级的间距最大（每个能级间的能量差级的间距最大（每个能级间的能量差叫间距或能级差），振动能级次之，叫间距或能级差），振动能级次之，转动能级的间距最小。转动能级的间距最小。如果用如果用 E E电子，电子，E E振动以及振动以及E E转动表示各能级差，则转动表示各能级差，则 E E电子电子 E E振动振动E E转动转动由于组成分子能量的几部分都具有由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如图是双原子分子的能级图能级，如图是双原子分子的能级图由图可见
3、，在每一个电子能级上有由图可见，在每一个电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一个许多间距较小的振动能级，在每一个振动能级上又有许多间距更小的转动振动能级上又有许多间距更小的转动能级。由于这个原因，处在同一电子能级。由于这个原因，处在同一电子能级的分子，可能因振动能量不同而能级的分子，可能因振动能量不同而处于不同的能级上。同理，处于同一处于不同的能级上。同理，处于同一电子能级和同一振动能级上的分子，电子能级和同一振动能级上的分子，由于转动能量不同而处于不同的能级由于转动能量不同而处于不同的能级上。上。当用光照射分子时，分子就要选择当用光照射分子时，分子就要选择性的吸收某些波长（频率）的光而由
4、性的吸收某些波长（频率）的光而由较低的能级较低的能级E E跃迁到较高能级跃迁到较高能级EE上，上，所吸收的光的能量就等于两能级的能所吸收的光的能量就等于两能级的能量之差量之差E=EE=EE E其光的频率为其光的频率为=E/hE/h或光的波长为或光的波长为=hc/=hc/E E5反应的条件要易于控制。但透光率的读数误差不能代表测定结果的误差。常用的光检测系统主要有光电池、光电管和光电倍增管。1酸度对金属离子存在形式的影响：很多高价金属离子都要水解，酸度较低时，不利于显色反应的进行。1、光电池用半导体材料制成的光电转换器。由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收光谱图上或数据表中必须注明所用的溶
5、剂。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 个光域。当用一束强度为Io的单色光垂直通过厚度为b、吸光物质浓度为c的溶液时，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物质的浓度c的乘积。（一）偏离被测物质浓度与吸光度不成线性关系的现象，如下图。n*329 315 309 305二者差别越大，则偏离LB越大；位或更高位：18所以只要在入射光的波长范围内，摩尔吸光系数差别不是太大，由此引起的偏离是较小的。由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如图是双原子分子的能级图同环二烯烃 253nm环外双键（C=C）5由于分子选择性的吸
6、收了某些波长由于分子选择性的吸收了某些波长的光，所以这些光的能量就会降低，的光，所以这些光的能量就会降低，将这些波长的光及其所吸收的能量按将这些波长的光及其所吸收的能量按一定顺序排列起来，就得到了分子的一定顺序排列起来，就得到了分子的吸收光谱。吸收光谱。二、分子吸收光谱类型二、分子吸收光谱类型 远红外光谱、红外光谱及远红外光谱、红外光谱及紫外可见光谱三类。紫外可见光谱三类。分子的转动能级跃迁，需分子的转动能级跃迁，需吸收波长为远红外光，因此，形吸收波长为远红外光，因此，形成的光谱称为转动光谱或远红外成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。光谱。分子的振动能级差一般需吸收红外分子的振动能级差一般需吸收
7、红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样，分子振动有分子的转动运动。这样，分子振动产生的吸收光谱中，包括转动光谱，产生的吸收光谱中，包括转动光谱，故常称为振转光谱。由于它吸收的能故常称为振转光谱。由于它吸收的能量处于红外光区，故又称红外光谱。量处于红外光区，故又称红外光谱。电子的跃迁吸收光的波长主要电子的跃迁吸收光的波长主要在真空紫外到可见光区，对应形在真空紫外到可见光区，对应形成的光谱，称为电子光谱或紫外成的光谱，称为电子光谱或紫外可见吸收光谱。可见吸收光谱。三有机化合物的紫外三有机化合物的紫外可见吸收可见吸收光谱光谱（一）、跃迁类型（一）、
8、跃迁类型主要有主要有*、nn*、nn*、*E *n*n*n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 个光域。母体：非环或异环二烯烃 基准值 214nm显色反应就是将待测组分转变成有色化合物的反应，其反应一般可用下式代表有机物中含有n*或*跃迁的基团；3影响显色反应进行的速度；具体说来，对于一个给定的光度计来说，其透光率的读数误差等于常数T，约为0.主要适用于定量分析，而不适用于作定性分析。常用的光检测系统主要有光电池、光电管和光电倍增管。但要注意，加入的显色剂用量也不能太多，否则产生副反应，对测定产生不利。另外，当溶液中含有悬浮物或胶粒等散射质点时，
9、入射光通过溶液时就会有一部分光因散射而损失掉，使透过光强度减小，测得的吸光度增大，从而引起偏离吸收定律。2）对同一物质，其浓度不同时，吸收曲线形状和最大吸收波长不变，只是吸收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。在这两类反应中，用得较多的是配位反应。透光率透光率表示透过光强度与入射光强度的比值，用T来表示，计算式为：它们可在160 375 nm范围内产生连续光源。但透光率的读数误差不能代表测定结果的误差。其中电子能级的间距最大（每个能级间的能量差叫间距或能级差），振动能级次之，转动能级的间距最小。1个光电子可产生106107个电子8之间时，测量误差最小，所以应尽量控制吸光度在此范
10、围进行测定。显色反应的速度有快有慢，快的几乎是瞬间完成，颜色很快达到稳定状态，并且能保持较长时间。*跃迁主要发生在跃迁主要发生在真空紫外区真空紫外区。b.b.*跃迁吸收的波长较长，孤跃迁吸收的波长较长，孤立的立的*跃迁一般在跃迁一般在200nm200nm左右左右 C C、n n*跃迁一般在跃迁一般在近紫外区近紫外区（200 200 400 nm 400 nm），吸光强度较小，），吸光强度较小，n n*跃迁吸收波长仍然在跃迁吸收波长仍然在150 150 250 nm250 nm范围，因此在紫外区不易观察范围，因此在紫外区不易观察到这类跃迁。到这类跃迁。在以上几种跃迁中，只有在以上几种跃迁中，只有
11、*和和n n*两种跃迁的能量小，相应波长出两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。的吸收强烈，是我们研究的重点。（二）、常用术语（二）、常用术语1 1，生色团，生色团:有机物中含有有机物中含有n n*或或*跃迁的基团；跃迁的基团；2 2，助色团，助色团:助色团是指带有非键电子对的基团；助色团是指带有非键电子对的基团；可使生色团吸收峰向长波方向移动并可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，常见助提高吸收强度的一些官能团，常见助色团助色顺序为色团助色顺序为FCH3BrOHOCH3NH2NHCH3NH
12、FCH3BrOHOCH3NH2NHCH3NH(CH3)2NHC6H5O(CH3)2NHC6H5O3 3，红移与蓝移（紫移），红移与蓝移（紫移）某些有机化合物经取代反应引入某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子对的基团之后，吸收含有未共享电子对的基团之后，吸收峰的波长将向长波方向移动，这种效峰的波长将向长波方向移动，这种效应称为红移效应。应称为红移效应。在某些生色团如羰基的碳原子一在某些生色团如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波端引入一些取代基之后，吸收峰的波长会向短波方向移动，这种效应称为长会向短波方向移动，这种效应称为蓝移（紫移）效应。如蓝移（紫移）效应。如R R，OCORO
13、COR，四溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响四溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响改变溶剂的极性，改变溶剂的极性，会引起会引起吸收带形状吸收带形状的变化。改变溶剂的极性，还会使吸收带的变化。改变溶剂的极性，还会使吸收带的的最大吸收波长发生变化最大吸收波长发生变化。下表为溶剂。下表为溶剂对一种丙酮紫外吸收光谱的影响。对一种丙酮紫外吸收光谱的影响。正己烷正己烷 CHCl3 CH3OH H2O*230 238 237 243 n*329 315 309 305由于溶剂对电子光谱图影响很大，由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收光谱图上或数据表中必因此，在吸收光谱图上或数据表中必须注明所用的溶剂。与已知化合
14、物紫须注明所用的溶剂。与已知化合物紫外光谱作对照时也应注明所用的溶剂外光谱作对照时也应注明所用的溶剂是否相同。在进行紫外光谱法分析时，是否相同。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。必须正确选择溶剂。Y 的存在不干扰 X 的测定d有些有色配合物易溶于有机溶剂，可进行萃取光度分析，提高了测定的灵敏度和选择性。一基本概念当强度为I0的一定波长的单色入射光束通过装有均匀待测物的溶液介质时，该光束将被部分吸收Ia，部分反射I r，余下的则通过待测物的溶液It，即有8之间时，测量误差最小，所以应尽量控制吸光度在此范围进行测定。1可见光的颜色和互补色：3为电池，其作用是在阴、阳极之间加上一电压；显色反
15、应一般分为两大类一类是配位反应；由于这个原因，处在同一电子能级的分子，可能因振动能量不同而处于不同的能级上。把未知试样溶液分成体积相同的若干份，除其中的一份不加入待测组分的标准物质外，在其它几份中都分别加入不同量的标准物质。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 个光域。蓝敏管 200-625 nm=lg0.由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如图是双原子分子的能级图但透光率的读数误差不能代表测定结果的误差。所以只要在入射光的波长范围内，摩尔吸光系数差别不是太大，由此引起的偏离是较小的。比如用二甲酚橙为显色剂，它与金
16、属离子形成的配合物为红色，它本身在PH6.3时，就无法进行测定。3利用WoodwardFieser经验规则求最大吸收波长。具体做法固定cM，增加cR，并测定一系列MRn的吸光度A，以cR/cM比值对A作图，得如图所示曲线。所以只要在入射光的波长范围内，摩尔吸光系数差别不是太大，由此引起的偏离是较小的。1）共轭二烯最大吸收位置的计算值五吸收曲线（吸收光谱）及最大五吸收曲线（吸收光谱）及最大吸收波长吸收波长1 1吸收曲线每一种物质对不同波吸收曲线每一种物质对不同波长光的吸收程度是不同的长光的吸收程度是不同的 。如果我们。如果我们让各种不同波长的光分别通过被测物让各种不同波长的光分别通过被测物质，分
17、别测定物质对不同波长光的吸质，分别测定物质对不同波长光的吸收程度。以波长为横坐标，吸收程度收程度。以波长为横坐标，吸收程度为纵坐标作图所得曲线。为纵坐标作图所得曲线。例：丙酮例：丙酮 max =279nm(=15)3691215200 220 260 280 320 340 nm300400500600700/nm350525 545Cr2O72MnO41.00.80.60.40.2Absorbance350CrCr2 2O O7 72-2-、MnOMnO4 4-的吸收光谱的吸收光谱2 2、吸收峰和最大吸收波长、吸收峰和最大吸收波长 max 吸收曲线表明了某种物质对不同波吸收曲线表明了某种物质
18、对不同波长光的吸收能力分布。曲线上的各个长光的吸收能力分布。曲线上的各个峰叫吸收峰。峰越高，表示物质对相峰叫吸收峰。峰越高，表示物质对相应波长的光的吸收程度越大。其中最应波长的光的吸收程度越大。其中最高的那个峰叫最大吸收峰，它的最高高的那个峰叫最大吸收峰，它的最高点所对应的波长叫最大吸收波长，用点所对应的波长叫最大吸收波长，用maxmax表示。表示。3 3物质的吸收曲线和最大吸收物质的吸收曲线和最大吸收波长的特点波长的特点 1 1）不同的物质，吸收曲线的形状）不同的物质，吸收曲线的形状不同，最大吸收波长不同。不同，最大吸收波长不同。2 2）对同一物质，其浓度不同时，）对同一物质，其浓度不同时，
19、吸收曲线形状和最大吸收波长不变，吸收曲线形状和最大吸收波长不变，只是吸收程度要发生变化，表现在曲只是吸收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。线上就是曲线的高低发生变化。六光的选择性吸收与物质颜色的关系：六光的选择性吸收与物质颜色的关系：1 1可见光的颜色和互补色：可见光的颜色和互补色：在可见光范围内，不同波长的光的颜色在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。平常所见的白光（日光、白是不同的。平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复合光，它是由各种炽灯光等）是一种复合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得的。利用颜色的光按一定比例混合而得的。利用棱镜等分光器可将它分解成红
20、、橙、黄、棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。白光除了可由所有波长的可见光复白光除了可由所有波长的可见光复合得到外，还可由适当的两种颜色的合得到外，还可由适当的两种颜色的光按一定比例复合得到。能复合成白光按一定比例复合得到。能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。光的两种颜色的光叫互补色光。/nm/nm颜色颜色互补光互补光400-450400-450紫紫黄绿黄绿450-480450-480蓝蓝黄黄480-490480-490绿蓝绿蓝橙橙490-500490-500蓝绿蓝绿红红500-560500-560绿绿红紫红紫560-580
21、560-580黄绿黄绿紫紫580-610580-610黄黄蓝蓝610-650610-650橙橙绿蓝绿蓝650-760650-760红红蓝绿蓝绿2 2物质的颜色与吸收光的关系物质的颜色与吸收光的关系当白光照射到物质上时，如果物质当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种颜色的光产生了选择性对白光中某种颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示出一定的颜的吸收，则物质就会显示出一定的颜色。物质所显示的颜色是吸收光的互色。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。补色。完全吸收完全吸收完全透过完全透过吸收黄色光吸收黄色光光谱示意光谱示意表观现象示意表观现象示意复合光复合光物质颜物质颜色色吸收光吸收光物质颜物
22、质颜色色吸收光吸收光颜色颜色波长范围波长范围（nmnm）颜色颜色波长范围波长范围(nm)(nm)黄绿黄绿紫紫400400450450紫紫绿绿560560580580黄黄蓝蓝450450480480蓝蓝黄黄580580600600橙橙绿蓝绿蓝480480490490绿蓝绿蓝橙橙600600650650红红蓝绿蓝绿490490500500蓝绿蓝绿红红650650760760紫红紫红绿绿500500560560 22 22 光吸收定律光吸收定律朗白朗白比耳定律比耳定律一基本概念当强度为一基本概念当强度为I0I0的一定波的一定波长的单色入射光束通过装有均匀待测长的单色入射光束通过装有均匀待测物的溶液介
23、质时，该光束将被部分吸物的溶液介质时，该光束将被部分吸收收IaIa，部分反射，部分反射I r I r，余下的则通过，余下的则通过待测物的溶液待测物的溶液It It，即有，即有I0=Ia+It+I rI0=Ia+It+I r如果吸收介质是溶液（测定中一般如果吸收介质是溶液（测定中一般是溶液），式中反射光强度主要与器是溶液），式中反射光强度主要与器皿的性质及溶液的性质有关，在相同皿的性质及溶液的性质有关，在相同的测定条件下，这些因素是固定不变的测定条件下，这些因素是固定不变的，并且反射光强度一般很小。所以的，并且反射光强度一般很小。所以可忽略不记，这样可忽略不记，这样Io=Ia+ItIo=Ia+I
24、t即一束平行单色光通过透明的吸收即一束平行单色光通过透明的吸收介质后，入射光被分成了吸收光和透介质后，入射光被分成了吸收光和透过光。过光。待测物的溶液对此波长的光的吸收待测物的溶液对此波长的光的吸收程度可以透光率程度可以透光率T T和和 吸光度吸光度A A用来表示。用来表示。透光率透光率透光率表示透过光强度透光率表示透过光强度与入射光强度的比值，用与入射光强度的比值，用T T来表示，计来表示，计算式为：算式为：T=It/IoT=It/IoT T常用百分比（常用百分比（T%T%）表示。）表示。吸光度吸光度透光率的倒数的对数叫透光率的倒数的对数叫吸光度。用吸光度。用A A表示：表示：A=-lgTA
25、=-lgT二、朗白二、朗白比耳定律比耳定律（一）定律内容（一）定律内容当用一束强度为当用一束强度为IoIo的单色光垂直通的单色光垂直通过厚度为过厚度为b b、吸光物质浓度为、吸光物质浓度为c c的溶液的溶液时，溶液的吸光度正比于溶液的厚度时，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b b和溶液中吸光物质的浓度和溶液中吸光物质的浓度c c的乘积。数的乘积。数学表达式为学表达式为A=lgT=Kbc A=lgT=Kbc（二）比例常数（二）比例常数K K的几种表示方法的几种表示方法吸收定律的数学表达式中的比例常吸收定律的数学表达式中的比例常数叫数叫“吸收系数吸收系数”，它的大小可表示，它的大小可表示出吸光物质对某
26、波长光的吸收本领出吸光物质对某波长光的吸收本领（即吸收程度）。它与吸光物质的性（即吸收程度）。它与吸光物质的性质、入射光的波长及温度等因素有关。质、入射光的波长及温度等因素有关。另外，另外，K K的值随着的值随着b b和和c c的单位不同的单位不同而不同。下面就介绍而不同。下面就介绍K K的几种不同的表的几种不同的表示方法。示方法。3利用WoodwardFieser经验规则求最大吸收波长。1）不同的物质，吸收曲线的形状不同，最大吸收波长不同。3时为柠檬黄色，而在PH6.3吸收定律能够用于彼此不相互作用的多组分溶液。由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如图是双原子
27、分子的能级图b生成的一般为螯合物，稳定性很好，一般离解常数都很小；1个光电子可产生106107个电子五吸收曲线（吸收光谱）及最大吸收波长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 个光域。光电管它是在抽成真空或充有惰性气体的玻璃或石英泡内装上2个电极构成，其结构如图26 光度测量误差及3）溶剂作用溶剂对吸收光谱的影响是比较大的，溶剂不同时，物质的吸收光谱不同。具体说来，对于一个给定的光度计来说，其透光率的读数误差等于常数T，约为0.（三）吸收定律的适用条件（二）显色剂与待测组分生成有色化合物的试剂叫显色剂；2）对同一物质，其浓度不同时，吸收曲线形状和最
28、大吸收波长不变，只是吸收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。5利用氧化还原反应改变价态；一基本概念当强度为I0的一定波长的单色入射光束通过装有均匀待测物的溶液介质时，该光束将被部分吸收Ia，部分反射I r，余下的则通过待测物的溶液It，即有结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度2酸度对显色剂浓度的影响1 1吸光系数吸光系数当溶液浓度当溶液浓度c c的单位为的单位为g/L,g/L,溶液液溶液液层厚度层厚度b b的单位为的单位为cmcm时，时，K K叫叫“吸光系吸光系数数”，用，用a a表示，其单位为表示，其单位为L/gcmL/gcm，此时此时A=abcA=abc由式可
29、知由式可知a=A/bca=A/bc，它表示的是当，它表示的是当c=1g/Lc=1g/L、b=1cmb=1cm时溶液的吸光度。时溶液的吸光度。2 2摩尔吸光系数摩尔吸光系数当溶液浓度当溶液浓度c c的单位为的单位为mol/Lmol/L，液层，液层厚度厚度b b的单位为的单位为cmcm时，时，K K叫叫“摩尔吸光摩尔吸光系数系数”，用，用表示，其单位为表示，其单位为L/molcmL/molcm，此时，此时A=bcA=bc由此式可知由此式可知=A/bc=A/bc，它表示的，它表示的是当是当c=1mol/Lc=1mol/L，b=1cmb=1cm时，物质对波长时，物质对波长为为的光的吸光度。的光的吸光度
30、。对于对于K K的这两种表示方法，它们之的这两种表示方法，它们之间的关系为间的关系为=aM=aMM M为吸光物质的分子量。为吸光物质的分子量。和和a a的大小都可以反映出吸光物的大小都可以反映出吸光物质对波长为质对波长为的单色光的吸收能力。的单色光的吸收能力。但更常用和更好的是用但更常用和更好的是用来表示吸来表示吸光物质对波长为光物质对波长为的光的吸收能力。的光的吸收能力。摩尔吸光系数越大，表示物质对波长摩尔吸光系数越大，表示物质对波长为为的光的吸收能力越强，同时在分的光的吸收能力越强，同时在分光光度法中测定的灵敏度也越大。光光度法中测定的灵敏度也越大。（三）吸收定律的适用条件（三）吸收定律的
31、适用条件1 1必须是使用单色光为入射光；必须是使用单色光为入射光；2 2溶液为稀溶液；溶液为稀溶液；3 3吸收定律能够用于彼此不相互吸收定律能够用于彼此不相互作用的多组分溶液。它们的吸光度具作用的多组分溶液。它们的吸光度具有加合性，且对每一组分分别适用，有加合性，且对每一组分分别适用，即即A A总总=A1+A2+A3+An=A1+A2+A3+An=1bc1+2bc2+3bc3+nbcn=1bc1+2bc2+3bc3+nbcn4 4吸收定律对紫外光、可见光、吸收定律对紫外光、可见光、红外光都适用红外光都适用例题例题 已知某化合物的相对分子量已知某化合物的相对分子量为为251251，将此化合物用已
32、醇作溶剂配，将此化合物用已醇作溶剂配成浓度为成浓度为0.150 m mol L10.150 m mol L1溶液，溶液，在在480nm480nm处用处用2.00cm2.00cm吸收池测得透光吸收池测得透光率为率为39.8%39.8%，求该化合物在上述条件，求该化合物在上述条件下的摩尔吸光系数和吸光系数。下的摩尔吸光系数和吸光系数。解已知溶剂浓度解已知溶剂浓度c=0.150mmo l.L1c=0.150mmo l.L1，b=2.00cm,T=0.398,b=2.00cm,T=0.398,由由LambertBeerLambertBeer定定律得律得（480nm480nm）=A/cb=A/cb =l
33、g0.398/0.150 =lg0.398/0.150103 103 2.002.00 =1.33 =1.33 103 103(L mol1 cm1)(L mol1 cm1)由由=aM,=aM,得得:a=/Ma=/M=/251=5.30(L g1 cm1)/251=5.30(L g1 cm1)三实际溶液对吸收定律的偏离及原因三实际溶液对吸收定律的偏离及原因（一）偏离被测物质浓度与吸光度（一）偏离被测物质浓度与吸光度不成线性关系的现象，如下图。不成线性关系的现象，如下图。AC（二）偏离吸收定律的原因（二）偏离吸收定律的原因1 1入射光为非单色光入射光为非单色光 严格地说吸收定律只适用于入射光严格
34、地说吸收定律只适用于入射光为单色光的情况。但在紫外可见光分为单色光的情况。但在紫外可见光分光光度法中，入射光是由连续光源经光光度法中，入射光是由连续光源经分光器分光后得到的，这样得到的入分光器分光后得到的，这样得到的入射光并不是真正的单色光射光并不是真正的单色光 ，而是一个，而是一个有限波长宽度的复合光，这就可能造有限波长宽度的复合光，这就可能造成对吸收定律的偏离。成对吸收定律的偏离。证明如下（设混合光是双波长）。证明如下（设混合光是双波长）。设由强度为设由强度为I0I0、1 1和和I0I0、2 2 的的1 1和和2 2两种波长组成的入射光，通过溶液两种波长组成的入射光，通过溶液后的强度分别为
35、后的强度分别为I1I1和和I2I2。将将BeerBeer定律应用于该两个波长定律应用于该两个波长在在1 1处处10,11110,11lgbcIAbcIIeI或I0=Ia+It+I r但在紫外可见光分光光度法中，入射光是由连续光源经分光器分光后得到的，这样得到的入射光并不是真正的单色光，而是一个有限波长宽度的复合光，这就可能造成对吸收定律的偏离。光电管将光强度信号转换成电信号的过程是这样的当一定强度的光照射到阴极上时，光敏物质要放出电子，放出电子的多少与照射到它的光的大小成正比，而放出的电子在电场的作用下要流向阳极，从而造成在整个回路中有电流通过。但在紫外可见光分光光度法中，入射光是由连续光源经
36、分光器分光后得到的，这样得到的入射光并不是真正的单色光，而是一个有限波长宽度的复合光，这就可能造成对吸收定律的偏离。2）酸效应如果待测组分包括在一种酸碱平衡体系中，溶液的酸度将会使得待测组分的存在形式发生变化，而导致对吸收定律的偏离。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。n*329 315 309 305由于组成分子能量的几部分都具有一定的能级，所以分子也具有一定的能级，如图是双原子分子的能级图一般选用待测物质的最大吸收波长作为测量波长（入射光）具体说来，对于一个给定的光度计来说，其透光率的读数误差等于常数T，约为0.结论：示差法通过提高测量的准确度提高了方法的准确度如Fe3+与水扬酸的配
37、合物方法配制一系列待测组分的浓度相差较小，且待测组分浓度与试液浓度相近的标准溶液，以其中浓度最小的标准溶液(Cs)作参比溶液，测定其它标准溶液的吸光度，以吸光度对测定溶液和参比溶液的浓度差作图，得一过原点的标准曲线。在紫外可见分光光度法中，一般都是用液体溶液进行测定的，用于盛放试液的器皿就是吸收池或比色皿。2）对同一物质，其浓度不同时，吸收曲线形状和最大吸收波长不变，只是吸收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于350 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域内。3影响显色反应进行的速度；HR H+R六光的选择性吸收与物质颜色的关系：
38、当溶液浓度c的单位为g/L,溶液液层厚度b的单位为cm时，K叫“吸光系数”，用a表示，其单位为L/gcm，此时直接在PH=39时与Fe2+生成红色螯合物。同理，在同理，在2 2处处20,22220,22lgbcIAbcIIeI或综合前两式，得综合前两式，得120,10,2120,10,20,10,2lglg1010bcbcIIAIIIIII当当1=1=2 2时，或者说当时，或者说当1=1=2 2时，时，有有A=A=1bc,1bc,符合符合LBLB定律；定律；当当1 12 2时，或者说当时，或者说当1 12 2时，则吸光度与浓度是非线性的。二时，则吸光度与浓度是非线性的。二者差别越大，则偏离者差
39、别越大，则偏离LBLB越大；越大；对非单色光引起的偏离，其原因是对非单色光引起的偏离，其原因是由于同一物质对不同波长的光的摩尔由于同一物质对不同波长的光的摩尔吸光系数不同造成的。所以只要在入吸光系数不同造成的。所以只要在入射光的波长范围内，摩尔吸光系数差射光的波长范围内，摩尔吸光系数差别不是太大，由此引起的偏离是较小别不是太大，由此引起的偏离是较小的。的。2 2非平行光和光的散射非平行光和光的散射当入射光是非平行光时，所有光通当入射光是非平行光时，所有光通过介质的光的光程不同，引起小的偏过介质的光的光程不同，引起小的偏离。另外，当溶液中含有悬浮物或胶离。另外，当溶液中含有悬浮物或胶粒等散射质点
40、时，入射光通过溶液时粒等散射质点时，入射光通过溶液时就会有一部分光因散射而损失掉，使就会有一部分光因散射而损失掉，使透过光强度减小，测得的吸光度增大，透过光强度减小，测得的吸光度增大，从而引起偏离吸收定律。从而引起偏离吸收定律。3 3化学因素引起的偏离化学因素引起的偏离 1 1）离解作用）离解作用 2 2）酸效应）酸效应 3 3）溶剂）溶剂作用作用 1 1）离解作用在可见光区域的分析）离解作用在可见光区域的分析中常常是将待测组分同某种试剂反应中常常是将待测组分同某种试剂反应生成有色配合物来进行测定的。有色生成有色配合物来进行测定的。有色配合物在水中不可避免的要发生离解，配合物在水中不可避免的要
41、发生离解，从而使得有色配合物的浓度要小于待从而使得有色配合物的浓度要小于待测组分的浓度，导致对吸收定律的偏测组分的浓度，导致对吸收定律的偏离。特别是在稀溶液中时，更是如此。离。特别是在稀溶液中时，更是如此。2 2）酸效应如果待测组分包括在一）酸效应如果待测组分包括在一种酸碱平衡体系中，溶液的酸度将会种酸碱平衡体系中，溶液的酸度将会使得待测组分的存在形式发生变化，使得待测组分的存在形式发生变化，而导致对吸收定律的偏离。而导致对吸收定律的偏离。3 3）溶剂作用溶剂对吸收光谱的影）溶剂作用溶剂对吸收光谱的影响是比较大的，溶剂不同时，物质的响是比较大的，溶剂不同时，物质的吸收光谱不同。吸收光谱不同。2
42、3 23 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计一分光光度计的主要部件和工作一分光光度计的主要部件和工作原理原理0.575光源光源单色单色器器吸收吸收池池检测检测器器显显示示（一）光源（一）光源 用于提供足够强度和稳定的连续光用于提供足够强度和稳定的连续光谱。分光光度计中常用的光源有热辐谱。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。射光源和气体放电光源两类。热辐射光源用于可见光区，如钨热辐射光源用于可见光区，如钨丝灯和卤钨灯；气体放电光源用于紫丝灯和卤钨灯；气体放电光源用于紫外光区，如氢灯和氘灯。钨灯和碘钨外光区，如氢灯和氘灯。钨灯和碘钨灯可使用的范围在灯可使用的范围在340 250
43、0nm340 2500nm。氢灯和氘灯。它们可在氢灯和氘灯。它们可在160 375 160 375 nmnm范围内产生连续光源。范围内产生连续光源。另外，为了使光源发出的光在测量另外，为了使光源发出的光在测量时稳定，光源的供电一般都要用稳压时稳定，光源的供电一般都要用稳压电源，即加有一个稳压器。电源，即加有一个稳压器。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。位移增量（nm）1可见光的颜色和互补色：如果显色剂与试剂中干扰组分反应，其反应产物有吸收，则按如下方式配置参比液(1)吸收较弱时，直接用试剂溶液作参比液；Fe3SCN=FeSCN；常用的光检测系统主要有光电
44、池、光电管和光电倍增管。测定很多重金属离子，如：铅、锌、铜、银、汞、镉等。当用一束强度为Io的单色光垂直通过厚度为b、吸光物质浓度为c的溶液时，溶液的吸光度正比于溶液的厚度b和溶液中吸光物质的浓度c的乘积。改变溶剂的极性，会引起吸收带形状的变化。1入射光为非单色光能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。主要有*、n*、n*、*FCH3BrOHOCH3NH2NHCH3NH(CH3)2NHC6H5O398,由LambertBeer定律得在这两类反应中，用得较多的是配位反应。在进行紫外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。由式可知a=A/bc，它表示的是当c=1g/L、b=1cm时溶液的吸光度。NR2 ：
45、951入射光为非单色光（二）分光系统（二）分光系统分光系统也叫单色器。单色器是能分光系统也叫单色器。单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的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光学装置，其主要功能产生光谱纯度高的光波且波长在紫外可见区域内任高的光波且波长在紫外可见区域内任意可调。意可调。单色器一般由入射狭缝、准光器单色器一般由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入射光成平行（透镜或凹面反射镜使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散缝等几部分组成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。元件，起分光的
46、作用。能起分光作用的色散元件主要是棱能起分光作用的色散元件主要是棱镜和光栅。镜和光栅。棱镜有玻璃和石英两种材料。它们棱镜有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同的波长光通过的色散原理是依据不同的波长光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长棱镜时有不同的折射率而将不同波长的光分开。由于玻璃可吸收紫外光，的光分开。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱镜只能用于所以玻璃棱镜只能用于350 3200 nm350 3200 nm的波长范围，即只能用于可见光域内。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，可石英棱镜可使用的波长范围较宽，可从从185 4000nm185 4000nm，
47、即可用于紫外、可，即可用于紫外、可见和近红外三见和近红外三 个光域。个光域。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 500400光栅是利用光的衍射与干涉作用制光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的，它可用于紫外、可见及红外光成的，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、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。几乎均匀一致的分辨能力。（三）吸收池（比色皿）（三）吸收池（比色皿）在紫外可见分光光度法中，一般都在紫外可见分光光度法中，一般都是用液体溶液进行测定的，用于盛放是用液体溶液进行测定的
48、，用于盛放试液的器皿就是吸收池或比色皿。有试液的器皿就是吸收池或比色皿。有玻璃和石英两种。玻璃和石英两种。（四）光检测系统（四）光检测系统 用于检测光信号。利用光电效应将用于检测光信号。利用光电效应将光强度信号转换成电信号的装置，也光强度信号转换成电信号的装置，也叫光电器件。叫光电器件。分光光法中，得到的是一定强度的分光光法中，得到的是一定强度的光信号，这个信号需要用一定的部件光信号，这个信号需要用一定的部件检测出来。检测时，需要将光信号转检测出来。检测时，需要将光信号转换成电信号才能测量得到。光检测系换成电信号才能测量得到。光检测系统的作用就是进行这个转换。统的作用就是进行这个转换。常用的光
49、检测系统主要有光电池、常用的光检测系统主要有光电池、光电管和光电倍增管。光电管和光电倍增管。1 1、光电池用半导体材料制成的光、光电池用半导体材料制成的光电转换器。用得最多的是硒光电池。电转换器。用得最多的是硒光电池。其结构和作用原理为其结构和作用原理为 硒光电池硒光电池光电管它是在抽成真空或充有惰性光电管它是在抽成真空或充有惰性气体的玻璃或石英泡内装上气体的玻璃或石英泡内装上2 2个电极构个电极构成，其结构如图成，其结构如图12341 1是光电管的阳极，它由一个镍环是光电管的阳极，它由一个镍环或镍片组成；或镍片组成；2 2是光电管的阴极，它由一个金属是光电管的阴极，它由一个金属片上涂一层光敏
50、物质构成，如涂上一片上涂一层光敏物质构成，如涂上一层氧化铯。涂上的光敏物质具有这样层氧化铯。涂上的光敏物质具有这样一个特性当光照射到光敏物质上时，一个特性当光照射到光敏物质上时，它能够放出电子；它能够放出电子；3 3为电池，其作用是在阴、阳极之为电池，其作用是在阴、阳极之间加上一电压；间加上一电压；4 4为放大器，放大由光电管产生的为放大器，放大由光电管产生的电信号；电信号；光电管将光强度信号转换成电信号的过光电管将光强度信号转换成电信号的过程是这样的当一定强度的光照射到阴极上程是这样的当一定强度的光照射到阴极上时，光敏物质要放出电子，放出电子的多时，光敏物质要放出电子，放出电子的多少与照射到
