UV-2

3.2. 测定条件的选择
（1）波长的选择 一般为最大吸收波长（灵敏、稳定） （2）狭缝的选择 影响灵敏度和线性范围（不减少A的最大狭 缝） （3）吸光度的选择 吸光度在0.2 – 0.8 时，测量误差最小
由L-B定律：
A lg T bc
d lg T 0.434
微分后得：
dT bdc T 将上两式相比，并将 dT 和 dc 分别换为T 和 c，得
2.仪器结构与原理
按光学系统可分为单光束、双光束、单波长、 双波长分光光度计； 由辐射源、分光器、吸收池、检测器等组成 （见图）。 光源 — 钨灯和氘灯（连续、稳定、恒定、长） 分光器 — 棱镜和光栅； 吸收池 — 玻璃和石英吸收池； 检测器 — 光电倍增管和光电管。
(1)光源： 钨灯或卤钨灯——可见光源 350~1000nm
控制仪器使I0在整个波长范围内保持恒定，即dI0/d=0，则
dI d Ilc d d
可见，一阶导数信号与浓度成正比。 同样可得到二阶、三阶….n 阶导数信号亦与浓度成正比。
随导数阶数的增加，峰形越来越尖锐，因而
导数光谱法分辨率高（右图）。 吸收峰数为：导数阶数+1，即 n+1
（苯的导数信号）
氢灯或氘灯——紫外光源 200~360nm
(2)单色器：包括狭缝、准直镜、色散元件
色散元件 棱镜——对不同波长的光折射率不同 分出光波长不等距 光栅——衍射和干涉 分出光波长等距
续前
(3) 吸收池：

玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区 石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和可见光区 要求：匹配性（对光的吸收和反射应一致） 光电池 光电管 光电倍增管 二极管阵列检测器
作图，当达最大吸光度时cM/cR之比即为配位比。由两曲线外推的交点所对应的 cM/c亦可得出配位比。若比值为0.5，则配位比n为1:1；若比值为0.33，则配位比 n为1:2……或者n=(1-cM/c)/(cM/c)
设cM/c=f，则
A’ A
[ M ] c M [ MRn ] fc [ MRn ] [ R ] c R n [ MRn ] ( 1 f )c n [ MRn ]
续前
(3)．双波长分光光度计
特点： • 利用吸光度差值定量 • 消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
3. 实验技术
3.1. 样品的制备 — 在溶液中进行
无机物 —— 水溶、酸溶或碱熔等； 有机物 —— 溶剂溶解或抽提，也可消化后溶解； 溶 剂 —— 低极性、溶解且无吸收、稳定、挥发小、 不易燃、无毒性价格便宜等。
HB H B [ H ][ B ] Ka [ HB ] [B ] PK a PH lg [ HB ]
若测出[B-]和[HB]，即可求出Ka。 测定时，配制三份不同pH值的溶液。一份为强碱性，一份为强酸性，分别 在B-和HB的最大吸收波长处测定吸光度，求出各自的摩尔吸光系数。 第三份为已知pH值的缓冲溶液，分别在B- 和HB的最大吸收波长处测得总 吸光度，解联立方程求得[B-]和[HB]，然后按前式求出pKa或Ka。
(4)检测器：将光信号转变为电信号的装置
(5) 记录装置：讯号处理和显示系统
类型：
(1) 单光束分光光度计：
特点： • 使用时来回拉动吸收池
→移动误差 • 对光源要求高 • 比色池配对
续前
(2)．双光束分光光度计：
特点： • 不用拉动吸收池，可以减小移动误差 • 对光源要求不高 • 可以自动扫描吸收光谱
选 择 性 及 灵 敏 度 均 提 高
1ppm苯的乙醇溶液， 四阶导数光谱
1ppm苯的乙醇溶液， 一阶导数光谱
10ppm苯的乙醇液 1ppm苯的乙醇液 纯乙醇 基本光谱
3）导数峰高测量方法 测量方法有三，如下图：
正切法：相邻峰(极大或极小)切线中点至相邻峰切线(极小或极大)的距离d；
峰谷法：两相邻峰值(极大或极)间的距离p1或p2；
①试液和显色剂均无色 蒸馏水为参比； ②显色剂无色，试液中有其它有色离子 不加显色剂的试液； ③试液、显色剂均有色 取一份试液，加掩 蔽剂掩蔽被测离子， 再加显色剂等。
3.4.共存离子干扰的消除方法
（1）加入适当的掩蔽剂 （2）改变干扰离子的价态 如铬天青S测定Al（Ⅲ）时，Fe（Ⅲ）有干扰， 可加入抗坏血酸还原铁而消除干扰 （3）选择适当的波长 （4）其它 — 各种预分离技术
A
因此，
K稳
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
[ MRn ] [ MRn ] [ M ][ R ] n ( fc [ MRn ]){( 1 f )c n [ MRn ]} n
cM/c
该法适于离解度小、配合比低的配合物组成测定。
8. 弱酸离解常数的测定
设有一元弱酸HB，其离解反应如下：
总之UV-Vis，在结构定性分析时，可作为其它鉴定方法 的补充，同时注意以下原则： 1、计算不饱和数，估计结构可能性； 2、利用吸收带的max及max ，指认电子跃迁类型； 3、利用溶剂效应及pH值与光谱变化的相关性； 4、利用max及max ，估计生色团及相邻基团； 5、与化学反应配合，进一步考察生色体系骨架结构； 6、若分子中有2个以上分离的生色团体系，可用适当 模型化合物，测量差示或加合光谱，推测复杂结 构； 7、推测结构与光谱数据有出入而无合理解释—张力空间 8、预测K带的规则，对结构正确与否进行判断。
4. 定量分析 Lambert-Beer A = bc （1）单一物质的分析 —— A = k c
（标准曲线法）
高浓度时用示差分光光度法： —— A = k c 混浊样品时用双波长法测定 若2为样品吸收峰，1为样品无吸收，则： A = （k c + B）— B = k c
（2）多组分的分析 ① 解联立方程组法—— 吸光度的加合性原则 （二组分混合物的紫外、可见吸收光谱可分为： 不重叠、部分重叠、相互重叠三种） （n组分时为n元方程组） ② 双波长分光光度法 等吸收波长法 系数倍率法
[ MRn ] 1 [ M ][ R]n (c )(nc) n
其中 ( A' A) / A' A' A 1 ( ) A' K稳 n A' A n 1 n n ( ) c A'
2）等摩尔连续变化法(Job法)
具体做法：保持cR+cM=c 恒定，但改变cM与cR的相对比例，若以cM/c对吸光度A
当相对误差 c/c 最小时，求得T=0.368 或 A=0.434。即当A=0.434 时，吸光度读数误差最小！
c 0.434 T c T lg T
通常可通过调节溶液浓度或改变光程b来控制A的读数在0.15~0.8范
围内。
3.3. 反应条件的选择 多数测定均经显色，使：更灵敏、高选择性、 组成恒定稳定等（与显色剂颜色不同）。
峰零法：极值峰至零线间的距离。
7. 配合物组成和稳定常数测定
1）摩尔比法(饱和法) 设配合物的显色反应为：
M nR MRn
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。其中，曲线拐点处对应的值为配合比 n。
设MRn电离度为，则
K稳
（1）溶液的酸度 — 影响吸收曲线 NaH2PO4 + HCl (pH = 3) NaAc + HCl (pH = 5) KH2PO4 + NaOH (pH = 7) H3BO3 + KCl (pH = 9) H3BO3 + NaOH (pH = 11)
（2）显色剂浓度 — 高灵敏度且吸光度恒定 （3）温度的影响 （4）显色时间 — 反应的时间及络合物的稳定性 （5）参比溶液
具体做法：以浓度为cs的标准溶液调T=100%或A=0（调零），所测得的试样吸 光度实际就是上式中的A，然后求出c，则试样中该组份的浓度为(cs+c)。
示差分光光度法原理的说明示例：
以上图为例说明： 用试剂空白为参比时，某试液透光率Tx=7% ，此时测量误差很大； 若用示差分光光度法，以Ts=10%的标准溶液为参比： —— 即将Ts从10%处调至100%处（标尺扩大十倍）， 则Tx将从7%改变为70%，在此区间，测定的误差很小。 误差的说明： 示差分光光度法测量的是两个溶液的浓度差（Cx-Cs），如 果测量的误差为x%，则结果应为Cx ±（Cx-Cs）× x% ； 而普通光度法的结果应为Cx ±Cx× x% 。
x x A1 y 1 lcx y1 lcy x x A2 y 2 lcx y2 lcy
5. 示差分光光度法
测量原理：当试样中组份的浓度过大时，则A值很大，会产生读数误差。此时 若以一浓度略小于试样组份浓度作参比，则有：
Ax lcx (待测物浓度 ） As lcs (" 空白" 浓度 ） A Ax As l ( c x cs ) lc
6. 导数光谱法
1）定义：将吸光度信号转化为对波长的导数信号的方法。导数光谱是解决干 扰物质与被子测物光谱重叠，消除胶体等散射影响和背景吸收，提 高光谱分辨率的一种数据处理技术。 2）原理： 已知
I / I 0 e lc， 对波长求一阶导数，得
dI dI0 ( lc ) d e I 0lce( lc ) d d d