食品仪器分析-紫外可见分光光度法参考答案
紫外可见习题
一、填空题
1．朗伯定律是说明光的吸收与液层厚度正比，比耳定律是说明光的吸收与溶液浓度成正比，二者合为一体称为朗伯一比尔定律，其定义为A=KCL。
2．摩尔吸光系数的单位是L.mol-1.cm，它表示物质的浓度为1mol.L-1液层厚度为
1cm时溶液的吸光度。常用符号ε表示，故光的吸收定律的表达式可写为A=εcL。
3.吸光度和透射比（τ%）关系式是A=2-logT。
4.一般分光光度分析，使用波长在35Onm以上时可用玻璃比色皿，在350nm以下时应选用石英比色皿。
5.紫外吸收光谱法大多应用于鉴定含有双键尤其是共轭体系的化合物，如含羰基、羧基、硝基等的脂肪族化合物，以及含有苯环的芳香族化合物。
6.752型分光光度计，采用自准式光路，其波长范围为200—1000nm，在波长320—1000nm
200-320nm范围内用氢弧灯作光源。
1．当有色溶液浓度为C时，其投射比τ，当其浓度增大1倍时，仍符合比耳定律，则此时溶液投射比为2τ。（×）
2.可见、紫外光吸收光谱的产生，是由于分子中原子的振动和分子的转动。（×）
3.比色分析中显色时间越长越好。（×）
4.摩尔吸光系数与溶液的浓度，液层厚度没有关系。（√）
5.摩尔吸光系数ε越大，表明该物质对某波长光透过的能力越强。（×）
6.摩尔吸光系数越大，表示某物质对某波长的光吸收能力越强。（√）
7.722型分光光度计和752型分光光度计都是以钨灯作为光源的。（×）
8.拿比色皿时只能拿毛玻璃面，不能拿透光面，擦拭时必须用擦镜纸擦透光面，不能用滤纸擦。（√）
9.饱和碳氢化合物在紫外光区不产生光谱吸收，所以常以饱和碳氢化合物作为紫外吸收光谱分析的溶剂。（√）
三、选择题
1.人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是（ D ）。
A.400～70Onm；
B.2O0～40Onm；
C.20O～6O0nm；
D.4O0～76Onm；
2.物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外一可见吸收光谱，这是由于（ C ）。
A．分子的振动； B．分子的转动；
C．原子核外层电子的跃迁； D．原子核内层电子的跃迁；
3.在分子吸收光谱法（分光光度法）中，运用光的吸收定律进行定量分析，应采用的
入射光为（ B ）。
A白光；B．单色光；C.可见光； D．特征波长锐线辐射光
4.物质的颜色是由于选择性吸收了白光中的某些波长的光所致。CuSO4溶液呈现蓝色是由于它吸收了白光中的（ C ）。
A蓝色光波；B．绿色光波；C．黄色光波；D．青色光波；
5.在分光光度法中宜选用的吸光度读数范围为（ D ）。
A. O～0.2；
B. O.1～O.3；C．O.3～1.O；D.0.2～O.7
6.有色配合物的摩尔吸收系数与下面因素中有关的量是（ D ）。
A.比色皿厚度；
B.有色配合物的浓度；
C.吸收池的材料；
D.入射光的波长；
7.符合朗伯一比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（ C ）。
A．向长波移动； B．向短波移动；
C．不移动、吸收峰值下降； D．不移动、吸收峰值增加；
8.当吸光度A=O时，τ％=（ D ）。
A. O；
B. 10；
C. 50； D．100；
9.钨灯可作为下述哪种光谱分析的光源（ B ）。
A．紫外原子光谱； B．紫外分子光谱；
C.红外分子光谱；
D. 可见光分子光谱。
10.在可见一紫外分光光度计中，用于紫外区的光源是（ C ）。
A．钨灯；B．卤钨灯；C．氢灯；D．能斯特光源。
11.用邻菲罗林法测定微量铁时，加入抗坏血酸的目的是（ C ）。
A.调节酸度；B．作氧化剂；C．作还原剂；D．作为显色剂。
12．在紫外吸收光谱曲线中，能用来定性的参数是（ D ）。
A.最大吸收峰的吸光度； B．最大吸收峰的波长；
C. 最大吸收峰处的摩尔吸光系数； D．B+C。
四、问答题
1.什么是吸收曲线？有何实际意义？
答：吸收光谱曲线是通过实验获得的，具体方法是：将不同波长的光依次通过某一固定浓度和厚度的有色溶液，分别测出它们对各种波长光的吸收程度（用吸光度 A 表示），以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，画出曲线，此曲线即称为该物质的光吸收曲线（或吸收光谱曲线），它描述了物质对不同波长光的吸收程度。
吸收曲线的意义在于：（1）吸收曲线给出了物质的最大吸收波长，在此波长下对物质进行测定，灵敏度最高。（2）不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收波长都各不相同，因此，可利用吸收曲线来作为物质定性分析的依据。
2.什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？
答：由于各种分子运动所处的能级和产生能级跃迁时能量变化都是量子化的，因此在分子运动产生能级跃迁时，只能吸收分子运动相对应的特定频率（或波长）的光能。而不同物质分子内部结构不同，分子的能级也是千差万别，各种能级之间的间隔也互不相同，这样就决定了它们对不同波长光的选择性吸收。
3.在光度法测定中引起偏离朗伯-比耳定律的主要因素有哪些？如何消除这些因素的影响？
答：（l）由于非单色光引起的偏离。严格来说朗伯一比耳定律只适用于单色光，但目前用各种方法所得到的入射光实质上都是复合光，因而导致对朗伯一比耳定律的偏离。（2）由于溶液本身的化学或物理因素引起的偏离。如由于介质的不均匀性而引起的偏离。当被测试液是胶体溶液、乳浊液或悬浮液时，入射光通过溶液后，除了一部分被溶液吸收外，还有一部分因散射而损失，使透光率减小，吸光度增加，导致偏离朗伯一比耳定律。另外，由于溶液中的化学反应而引起的偏离。溶液中的吸光物质常因离解、缔合、形成新的化合物或互变、异构等化学变化而改变其浓度，因而导致偏离朗伯一比耳定律。
4.分光光度计的主要部件有哪些？各部件的作用是什么？
答：主要有五大部件。（1）光源：其作用是供给符合要求的入射光。（2）单色器：其作用是把光源发出的连续光谱分解成单色光，并能准确方便地“取出”所需要的某一波长的光，它是分光光度计的心脏部分。单色器主要由狭缝、色散元件和透镜系统组成。
（3）吸收池（又叫比色皿）：是用于盛放待测液和决定透光液层厚度的器件。（4）检测器又称接受器，其作用是对透过吸收池的光作出响应，并把它转变成电信号输出，其输出电信号大小与透过光的强度成正比。常用的检测器有光电池、光电管及光电倍增管等，它们都是基于光电效应原理制成的。（5）信号显示器：其作用是把检测器产生的电信号，经放大等处理后，用一定方式显示出来，以便于计算和记录。信号显示器有多种，随着电子技术的发展，这些信号显示和记录系统将越来越先进。
5.紫外-可见分光光度计按光路可分为哪几类？它们各有什么特点？
答：按光路紫外-可见分光光度计可分为单光束式及双光束式两类。
单光束分光光度计：从光源中发出的光，经过单色器等一系列光学元件及吸收池后，最后照在检测器上时始终为一束光。单光束分光光度计的特点是结构简单、价格低，主要适于作定量分析。其不足之处是测定结果受光源强度波动的影响较大，因而给定量分析结果带来较大误差。
双光束分光光度计：从光源中发出的光经过单色器后被一个旋转的扇形反射镜（即切光器）分为强度相等的两束光，分别通过参比溶液和样品溶液。利用另一个与前一个切光器同步的切光器，使两束光在不同时间交替地照在同一个检测器上，通过一个同步信号发生器对来自两个光束的信号加以比较，并将两信号的比值经对数变换后转换为相应的吸光度值。这类仪器的特点是：能连续改变波长，自动地比较样品及参比溶液的透光强度，自动消除光源强度变化所引起的误差。对于必须在较宽的波长范围内获得复杂的吸收光谱曲线的分析，此类仪器极为合适。
6.紫外-可见分光光度计与可见分光光度计比较，有什么不同之处？并说明原因。
答：可见分光光度计和紫外-可见分光光度计的区别：前者的使用波长范围是 400～780nm；后者的使用波长范围为 200～1000nm。可见分光光度计只能用于测量有色溶液的吸光度，而紫外-可见分光光度计可测量在紫外、可见及近红外有吸收的物质的吸光度。
7.在吸光光度法中，选择入射光波长的原则是什么？
答：为使测定结果有较高的灵敏度，应选择波长等于被测物质的最大吸收波长的光作为人射光，称为"最大吸收原则"。这样不仅测量灵敏度高，而且测定时偏离朗伯一比耳定律的可能性和程度减小，准确度也好。但当有干扰物质存在时，有时不可能选择最大吸收波长，这时应根据"吸收最大，干扰最小"的原则来选择入射光的波长。
8.在吸光光度法中，影响显色反应的因素有哪些？
答：（1）显色反应的选择性要好。（2）显色反应的灵敏度要高。（3）显色剂与有色化合物之间的颜色差别要大。（4）反应生成的有色化合物组成要恒定。（5）有色化合物的化学性质要稳定。
9.电子跃迁类型有哪些？哪些跃迁在紫外-可见光谱上可以反映出来？
答：紫外吸收光谱是由化合物分子中三种不同类型的价电子，在各种不同能级上跃迁产生的。这三种不同类型的价电子是：形成单键的σ电子、形成双键的л电子和氧或氮、硫、卤素等含未成键的n电子。当分子吸收一定能量的光辐射时，分子内σ电子π电子或 n 电子将由较低能级跃迁到较高能级，即由成键轨道或 n 非键轨道跃迁到相应的反键轨道中。三种价电子可能产生σ→σ*，σ→π*，π→π*，π→σ*，n→σ*，n→π*等六种形式电子跃迁，其中较为常见是σ→σ*跃迁，n→σ*跃迁，π→π*跃迁和 n→π*跃迁等四种类型。
σ→σ*跃迁：这类跃迁的吸收带出现在200nm 以下的远紫外区。如甲烷的λmax=125nm，它的吸收光谱曲线必需在真空中测定。
n→σ*跃迁：含有氧、氮、硫、卤素等杂原子的饱和烃衍生物都可发生 n→σ*跃迁。大多数 n→σ*跃迁的吸收带一般仍然低于 200nm，通常仅能见到未端吸收。例如饱和脂肪族醇或醚在180～185nm，饱和脂肪胺在 190～200nm；饱和脂肪族氯化物在 170～175nm；饱和脂肪族溴化物在200～210nm。当分子中含有硫、碘等电离能较低的原子时，吸收波长高于200nm（如 CH3I的n→σ*吸收峰在 258nm）。
π→π*跃迁：分子中含有双键、叁键的化合物和芳环及共轭烯烃可发生此类跃迁。孤立双键的最大吸收波长小于 200nm（例如乙烯的λmax=180nm）。随着共轭双键数增加，吸收峰向长波方向移动。π→π*跃迁的吸收峰多为强吸收，其ε值很大，一般情况下εmax ≥104L·mol-1·cm-1。
n→π*跃迁：分子中含有孤对电子的原子和π键同时存在并共轭时（如含＞C=O，＞C=S，- N=O，- N=N-），会发生n→π*。这类跃迁的吸收波长大于200nm，但吸收强度弱，ε一般低于100L·m ol-1·cm-1。
由于一般紫外-可见分光光度计只能提供190～850nm范围的单色光，因此，我们只能测量 n→σ*跃迁，n→π*跃迁和部分π→π*跃迁的吸收，而对只能产生 200nm 以下吸收的σ→σ*跃迁则无法测量。
10.何谓助色团及生色团？
答：生色团是指在 200～1000nm 波长范围内产生特征吸收带的具有一个或多个不饱和键和未共用电子对的基团。如＞C=C=，＞C=O、-N=N-、-C≡N、-C≡C-、—COOH、-N=O等。如果两个生色团相邻，形成共轭基，则原来各自的吸收带将消失，并在较长的波长处产生强度比原吸收带强的新吸收带。
所谓助色团是一些含有未共用电子对的氧原子、氮原子或卤素原子的基团。如 -OH，- OR，-NH2，-NHR，-SH，-Cl，-Br，-I 等。助色团不会使物质具有颜色，但引进这些基团能增加生色团的生色能力，使其吸收波长向长波方向移动，并增加了吸收强度。
五、计算题 1.某金属离子X 与R 试剂形成一有色配合物，若溶液中X 的浓度为 1.0×10-4
mol/L 。用1cm 比色皿，在 525nm 处测得吸光度为0.400，计算此配合物在525nm 处的摩尔吸光系数。
解：由郎伯-比尔定律得 )..(104100.11400.01134---?=??==cm mol L bc A ε （答） 2．称取维生素C 0.05g 溶于100ml 的0.005mol/L 硫酸溶液中，再准确量取此溶液2.00ml 稀释至100ml ，取此溶液于1cm 吸收池中，在max 为245nm 处测得A 值为0.551，求试样中维生素C 的质量分数。（a=56 L ·g -1·cm -1
）
解：设待测液中Vc 的浓度为c,由郎伯-比尔定律得 )/(108.91
56551.03L g b A c -?=?==ε 则样品中维生素C 的浓度为)/(49.02
100108.93L g =?
?- m(Vc)=0.49×100/1000=0.049(g)
故 %（Vc ）=0.049/0.05×100=98(答) 3．有一标准Fe 3+溶液，浓度为6g.mL -1
，其吸光度为0.304，而试样溶液在同一条件下测得吸光度为0.510，求试样溶液中Fe 3+的含量（mg/L ）。
解：由郎伯-比尔定律得
As=ab ρs (1)
Ax=ab ρx (2)
(1)/(2)并作数学变形得， 答）)(/(06.10)/(06.10304
.06510.0L mg mL g As Ax s x ==?==μρρ 4、在456nm 处，用1cm 比色皿测定显色的锌配合物标准溶液得到如表3-11所示数据：
表3-11 锌标准溶液吸光度测定数值表
ρZn/μg/mL
2.00 4.00 6.00 8.00 10.0 A 0.105 0.205 0.310 0.415 0.515
（1）绘制工作曲线；
解：（1）设未知液中锌的浓度为ρ，依表中数据，用excel 绘制工作曲线，得回归方程A=0.0515ρ+0.001
（2）已知未知液的吸光度A=0.260，由回归公式得
)/(03.50515
.0001.0260.00515.0001.0mL g A μρ=-=-=（答） 5、用磺基水杨酸法测定微量铁。称取0.2160g 的铁铵矾溶于水稀释至500mL,得铁标准
溶液。按下表所列数据取不同体积标准溶液，显色后稀释至相同体积，在相同条件下分别测定各溶液的吸光度如表3-12所示：
显色后测其吸光度为0.500。求铁含量（mg/mL 表示）。铁铵矾的相对分子量为482.178。
解：铁标液的浓度为)/(05004.0)/(05004.0178
.48285.55216.0mL mg L g ==? 依表中数据，用excel 绘制A-V 工作曲线，得回归方程A=0.0786V+0.0043
解得V=6.3mL 。故待测试液中铁的浓度为
)/(88.700
.500.200.25005004.03.6mL mg =?
?（答）
紫外可见分光光度法
1、什么是透光率？什么是吸光度？什么是百分吸光系数和摩尔吸光系数 2、举例说明生色团和助色团，并解释长移和短移。 4、电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有什么特征？ 5、以有机化合物的基团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外—可见吸收光谱中的大概位置和各吸收带的特征。 6、紫外吸收光谱中，吸收带的位置受哪些因素影响？ 8、用紫外光谱法定量，测量最适宜的吸光度范围为0.2-0.7的依据是什么？为什么用高精度的仪器此范围可以扩大？ 11、简述用紫外分光光度法定性鉴别未知物的方法。 13、说明双波长消去法的原理和优点。怎样选择λ1λ2？ 15、为什么最好在λmax处测定化合物的含量？ 2、Lambert-Beer定律是描述与和的关系，它的数学表达式是 3、紫外-可见分光光度法定性分析的重要参数是和；定量分析的依据是 4、在不饱和脂肪烃化合物分子中，共轭双键愈多，吸收带的位置长移愈多，这是由于 6、可见--紫外分光光度计的光源，可见光区用灯，吸收池可用材料的吸收池，紫外光区光源用灯，吸收池必须用材料的吸收池 10、分光光度法的定量原理是定律，它的适用条件是和，影响因素主要有、。 11、可见-紫外分光光度计的主要部件包括、、、、和5个部分。在以暗噪音为主的检测器上，设△T=0.5%，则吸收度A的测量值在间，由于测量透光率的绝对误差小，使结果相对误差△c/c的值较小。 15、在分光光度法中，通常采用作为测定波长。此时，试样浓度的较小变化将使吸光度产生变化 1、紫外-可见分光光度法的合适检测波长范围是( ) A.400-800 nm B.200-400nm C.200～800nm D.10～200nm 2、下列说法正确的是( )o A.按比尔定律，浓度C与吸光度A之间的关系是一条通过原点的直线 B.比尔定律成立的必要条件是稀溶液，与是否单色光无关 C.E称吸光系数，是指用浓度为1%(W/V)的溶液，吸收池厚度为lcm时所测得吸光度值 D.同一物质在不同波长处吸光系数不同，不同物质在同一波长处的吸光系数相同 3、在乙醇溶液中，某分子的K带λmax计算值为385nm, λmax测定值388nm，若改用二氧六环及水为溶剂，λmax计算值估计分别为( ) (已知在二氧六环和水中的λmax校正值分别为-5和+8) A .二氧六环中390nm，水中37 7nm B.二氧六环中380nm，水中393 nm C.二氧六环中383nm，水中396nm D.二氧六环中393nm，水中380nm 6、1,3-丁二烯有强紫外吸收，随着溶剂极性的降低，其λmax将( ) A.长移 B.短移 C.不变化，但ε增强D．不能断定 8、在紫外-可见光谱分析中极性溶剂会使被测物吸收峰（）
紫外可见分光光度法练习题
紫外-可见分光光度法 一、单项选择题 1．可见光的波长范围是 A、760~1000nm B、400~760nm C、200~400nm D、小于400nm E、大于760nm 2．下列关于光波的叙述，正确的是 A、只具有波动性 B、只具有粒子性 C、具有波粒二象性 D、其能量大小于波长成正比 E、传播速度与介质无关 3．两种是互补色关系的单色光，按一定的强度比例混合可成为 A、白光 B、红色光 C、黄色光 D、蓝色光 E、紫色光 4．测定Fe3+含量时，加入KSCN显色剂，生成的配合物是红色的，则此配合物吸收了白光中的 A、红光 B、绿光 C、紫光 D、蓝光 E、青光 5．紫外-可见分光光度计的波长范围是 A、200~1000nm B、400~760nm C、1000nm 以上 D、200~760nm E、200nm以下 6．紫外-可见分光光度法测定的灵敏度高，准确度好，一般其相对误差在 A、不超过±％ B、1%~5% C、5%~20%
D 、5%~10% E 、%~1% 7．在分光光度分析中，透过光强度（I t ）与入射光强度（I 0）之比，即I t / I 0称 为 A 、吸光度 B 、透光率 C 、吸光系数 D 、光密度 E 、 消光度 8．当入射光的强度（I 0）一定时，溶液吸收光的强度（I a ）越小，则溶液透过光的 强度（I t ） A 、越大 B 、越小 C 、保持不变 D 、等于0 E 、以 上都不正确 9．朗伯-比尔定律，即光的吸收定律，表述了光的吸光度与 A 、溶液浓度的关系 B 、溶液液层厚度的关系 C 、波长的关系 D 、溶液的浓度与液层厚度的关系 E 、溶液温度的关系 10．符合光的吸收定律的物质，与吸光系数无关的因素是 A 、入射光的波长 B 、吸光物质的性质 C 、溶 液的温度 D 、溶剂的性质 E 、在稀溶液条件下，溶液的浓度 11．在吸收光谱曲线上，如果其他条件都不变，只改变溶液的浓度，则最大吸收波长的位置和峰的 高度将 A 、峰位向长波方向移动，逢高增加 B 、峰位向短波方向移 动，峰高增加
紫外可见分光光度法含量测定
【含量测定】照紫外-可见分光光度法(附录V A)测定。 1.仪器与测定条件：室温：____℃相对湿度：____% 分析天平编号：；水浴锅编号：； 紫外可见分光光度计编号：； 2.对照品溶液的制备： 取西贝母碱对照品适量，精密称定，加三氯甲烷制成每1ml含_______mg的溶液，即得。 3. 供试品溶液的制备： 取本品粉末(过三号筛)约______g，精密称定，置具塞锥形瓶中，加浓氨试液3ml，浸润1小时。加三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液40ml，置80℃水浴加热回流2小时，放冷，滤过，滤液置50ml量瓶中，用适量三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液洗涤药渣2～3次，洗液并入同一量瓶中，加三氯甲烷-甲醇(4：1)混合溶液至刻度，摇匀,即得。 4.标准曲线的制备： 精密量取对照品溶液0.1ml、0.2ml、0.4ml、0.6ml、1.0ml，置25ml具塞试管中，分别补加三氯甲烷至10.0ml，精密加水5ml、再精密加0.05％溴甲酚绿缓冲液(取溴甲酚绿0.05g，用0.2mol／L氢氧化钠溶液6ml使溶解，加磷酸二氢钾1g，加水使溶解并稀释至100ml，即得)2ml，密塞，剧烈振摇，转移至分液漏斗中，放置30分钟。取三氯甲烷液，用干燥滤纸滤过，取续滤液，以相应的试剂为空白。 5.测定法： 照紫外-可见分光光度法(附录ⅤA），在nm波长处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。依法测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中含西贝母碱的重量，计算，即得。 6.结果与计算 6.1 标准曲线制备：
对照品批号 纯 度 S 对照品来源 干燥条件 对照品称重W 对(mg) 各浓度点稀释倍数f 对 溶液浓度C 对(ug/ml) 吸光度A 对 线性回归方程 A=( )C ＋/-（ ） r ＝（ ） 计算公式： W S C f ?= 对对对 C 对= 6.2 样品测定： 水分Q 取样量W 样（g ） 样品稀释倍数f 样 样品吸光度A 样 样品平均吸光度A 样 浓度C(ug/ml) 含量X （%） 平均含量X （%） 计算公式：() %100Q 110W f C X 6 ?-???= 样样 样 X 1= X 2= 7.本品按干燥品计算，含总生物碱以西贝母碱(C 27H 43NO 3)计，不得少于0.050％。 结果: 规定 检验人： 检验日期： 复核人： 复核日期:
紫外可见分光光度法习题答案
第十一章紫外－可见分光光度法 思考题和习题 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。 2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？ 物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。 由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。 3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？ 电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。 分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。 紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。 4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？ 朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。 Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。 浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素 （1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定 （2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长 （3）光学因素： 非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选max的光作为入射光 杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定 散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。 非平行光的影响：减免：双波长法 （4）透光率测量误差：减免：当±0.002<ΔT< ±0.01时，使0.2 紫外-可见分光光度法 紫外-可见分光光度法是在190～800nm波长范围内测定物质的吸收度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax和最小吸收波长λmim。物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。因此，可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。 仪器的校正和检定 1.波长由于环境因素对机械部分的影响，仪器的波长经常会略有变动，因此除应定期对所用的仪器进行全面校正检定外，还应于测定前校正测定波长。常用汞灯中的较强谱线237.83nm、253.65nm、275.28nm、296.73nm、313.16nm、334.15nm、365.02nm、404.66nm、435.83nm、546.07nm与576.96nm，或用仪器中氘灯的486.02nm与656.10nm谱线进行校正，钬玻璃在波长279.4nm、287.5nm、333.7nm、360.9nm、418.5nm、460.0nm、484.5nm、536.2nm与637.5nm处有尖锐吸收峰，也可作波长校正用，但因来源不同或随着时间的推移会有微小的变化，使用时应注意；近年来，尝试由高氯酸狄溶液校正双光束仪器，以10%高氯酸溶液为溶剂，配置含氧化狄（Ho2O3）4%的溶液，该溶液的吸收峰波长为241.13nm,278.10nm,287.18nm,333.44nm,345.47nm,361.31nm,416.28nm,451.30nm, 485.29nm,536.64nm和640.52nm。 仪器波长的允许误差为：紫外光区±1nm,500nm附近±2nm 2.吸光度的准确度可用重铬酸钾的硫酸溶液检定。取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾约60mg，精密称定，用0.005mol/L硫酸溶液溶解并稀释至1000ml，在规定的波长处测定并计算其吸收系数，并与规定的吸收系数比较， 第二章 紫外－可见分光光度法 一、选择题 1 物质的紫外 – 可见吸收光谱的产生是由于 (B ) A. 原子核内层电子的跃迁 B. 原子核外层电子的跃迁 C. 分子的振动 D. 分子的转动 2 紫外–可见吸收光谱主要决定于 (C ) A.原子核外层电子能级间的跃迁 B. 分子的振动、转动能级的跃迁 C. 分子的电子结构 D. 原子的电子结构 3 分子运动包括有电子相对原子核的运动（E 电子）、核间相对位移的振动（E 振动）和转 动（E 转动）这三种运动的能量大小顺序为 （A ） A. E 电子>E 振动>E 转动 B. E 电子>E 转动>E 振动 C. E 转动>E 电子>E 振动 D. E 振动>E 转动>E 电子 4 符合朗伯-比尔定律的一有色溶液，当有色物质的浓度增加时，最大吸收波长和吸光度分别是 (C ) A. 增加、不变 B. 减少、不变 C. 不变、增加 D. 不变、减少 5 吸光度与透射比的关系是 (B ) A. T A 1= B. T A 1lg = C. A = lg T D. A T 1lg = 6 一有色溶液符合比尔定律，当浓度为c 时，透射比为T 0，若浓度增大一倍时，透光率的对数为 (D ) A. 2T O B. 021T C. 0lg 2 1T D. 2lg T 0 7 相同质量的Fe 3+和Cd 2+ 各用一种显色剂在相同体积溶液中显色，用分光光度法测定，前者用2cm 比色皿，后者用1cm 比色皿，测得的吸光度值相同，则两者配合物的摩尔吸光系数为 (C ) 已知：A r(Fe) = ，A r(Cd) = A. Cd Fe 2εε≈ B. e d F C 2εε≈ 第十一章紫外－-可见分光光度法 思考题和习题 1．名词解释：吸光度、透光率、吸光系数(摩尔吸光系数、百分吸光系数)、发色团、助色团、红移、蓝移。 2．什么叫选择吸收？它与物质的分子结构有什么关系？ 物质对不同波长的光吸收程度不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。 由于各种物质分子结构不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。 3．电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？ 电子跃迁类型有以下几种类型：σ→σ*跃迁，跃迁所需能量最大；n →σ*跃迁，跃迁所需能量较大，π→π*跃迁，跃迁所需能量较小；n→ π*跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。 分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。 紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。 4．Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光？浓度C 与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？ 朗伯－比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A 与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。 Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。 浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素 （1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定 （2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减免：选择合适的测定条件和测定波长 （3）光学因素： 非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选 max的光作为入射光 杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定 散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。 非平行光的影响：减免：双波长法 （4）透光率测量误差：减免：当±0.002<ΔT< ±0.01时，使0.2 质谱分析习题 一、简答题 1．以单聚焦质谱仪为例，说明组成仪器各个主要部分的作用及原理。 2．双聚焦质谱仪为什么能提高仪器的分辨率? 3．试述飞行时间质谱计的工作原理,它有什么特点? 4．比较电子轰击离子源、场致电离源及场解析电离源的特点。 5．试述化学电离源的工作原理。 6．有机化合物在电子轰击离子源中有可能产生哪些类型的离子？从这些离子的质谱峰中可以得到一些什么信息？ 7．如何利用质谱信息来判断化合物的相对分子质量？判断分子式？ 8．色谱与质谱联用后有什么突出特点？ 9．如何实现气相色谱－质谱联用？ 10．试述液相色谱－质谱联用的迫切性。 二、选择题 1．3,3-二甲基戊烷：受到电子流轰击后, 最容易断裂的键位是: ( ) A 1和4 B 2和3 C 5和6 D 2和3 2．在丁烷的质谱图中，M对(M＋1)的比例是（） A 100:1.1 B 100:2.2 C 100:3.3 D 100:4.4 3．下列化合物含 C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数？( ) A C6H6 B C6H5NO2 C C4H2N6O D C9H10O2 4．在下列化合物中, 何者不能发生麦氏重排? ( ) 5．用质谱法分析无机材料时，宜采用下述哪一种或几种电离源? （） A 化学电离源 B 电子轰击源 C 高频火花源 D B或C 6．某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰, 则该化合物不可能为 ( ) A 醚 B 醇 C 胺 D 醚或醇 7．一种酯类（M=116），质谱图上在m/z 57（100%），m/z 29（27%）及m/z 43（27%）处均有离子峰，初步推测其可能结构如下，试问该化合物结构为 ( ) A (CH3)2CHCOOC2H5 B CH3CH2COOCH2CH2CH3 C CH3(CH2)3COOCH3 D CH3COO(CH2)3CH3 8．按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 ( ) A 苯 > 共轭烯烃 > 酮 > 醇 B 苯 > 酮 > 共轭烯烃 > 醇 C 共轭烯烃 > 苯 > 酮 > 醇 D 苯 > 共轭烯烃 > 醇 > 酮 9．化合物在质谱图上出现的主要强峰是（） A m/z 15 B m/z 29 C m/z 43 D m/z 71 10．溴己烷经 均裂后，可产生的离子峰的最可能情况为： ( ) A m/z 93 B m/z 93和m/z 95 C m/z 71 D m/z 71和m/z 73 11．在C2H 5F 中，F对下述离子峰有贡献的是 ( ) 紫外可见分光光度法基本原理 紫外可见分光光度法基本原理透射比和吸光度当一束平行光通过均匀的溶液介质时光的一部分被吸收一部分被器皿反射。设入射光强度为I0吸收光强度为Ia 透射光强度为It反射光强度为Ir则在进行吸收光谱分析中被测溶液和参比溶液是分别放在同样材料及厚度的两个吸收池中让强度同为I0的单色光分别通过两个吸收池用参比池调节仪器的零吸收点再测量被测量溶液的透射光强度所以反射光的影响可以从参比溶液中消除则上式可简写为透射光强度It与入射光强度I0之比称为透射比亦称透射率用T表示则有: 溶液的T越大表明它对光的吸收越弱反之T 越小表明它对光的吸收越强。为了更明确地表明溶液的吸光强弱与表达物理量的相应关系常用吸光度A表示物质对光的吸收程度其定义为: 则A值越大表明物质对光吸收越强。T及A都是表示物质对光吸收程度的一种量度透射比常以百分率表示称为百分透射比T吸光度A为一个无因次的量两者可通过上式互相换算。朗伯-比耳定律朗伯-比耳定律Lambert-Beer是光吸收的基本定律俗称光吸收定律是分光光度法定量分析的依据和基础。当入射光波长一定时溶液的吸光度A是吸光物质的浓度C及吸收介质厚度l吸收光程的函数。朗伯和比耳分别于1760年和1852年研究了这三者的定量关系。朗伯的结论是当用适当波长的单色光照射一固定浓度的均匀溶液时A与l成正比其数学式为: A kl 此即称为朗伯定律k为比例系数而比耳的结论是当用适当波长的单色光照射一固定液层厚度的均匀溶液时A与C成正比其数学表达式为: 此即称为比耳定律k称为比例系数合并上述k的数值取决于吸光物质的特性外其单位及数值还与C和l所采用的单位有关。l通常采用cm为单位并用b表示。所以k的单位取决C采用的单位。当C采用重量单位g/L时吸收定律表达为: a称为吸光系数单位为当C采用摩尔浓度mol/L时吸收定律表达为: ε称摩尔吸光系数单位为有时在化合物的组成不明的情况下物质的摩尔质量不知道 紫外-可见分光光度法 1简述 紫外-可见分光光度法是在190-80Onm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。 定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。 物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm）或可见光区（400~850nm）产生吸收。通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为 190~900nm。 紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。朗伯-比尔（Lambert-Beer） 定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为： 1 A=log =ECL 式中A为吸光度； T为透光率； E为吸收系数； C为溶液浓度； L为光路长度。 如溶液的浓度（C）为1%（g/ml），光路长度（L）%lcm，相应的吸光度即为吸收系数以E；Cm表示。如溶液的浓度（C）为摩尔浓度（mol/L），光路长度为lcm 时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以表示。 2仪器 紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系 统和数据处理系统等部分组成。 为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。 单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~400nm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。光栅系将反射或透射光经衍射而达到色散作用，故常称为衍射光栅，光栅光谱是按波长作线性排列，故为匀排光谱，双光束仪器多用光栅为色散元件。 检测器有光电管和光电倍增管二种。 紫外-可见分光光度计依据其结构和测量操作方式的不同可分为单光束和双光束分光光 度计二类。单光束分光光度计有些仍为手工操作，即固定在某一波长，分别测量比较空白、样品或参比的透光率或吸收度，操作比较费时，用于绘制吸收光谱图时很不方便，但适用于单波长的含量测定。双光束分光光度计藉扇形镜交替切换光路使分成样品（S）和参比（R）两光束，并先后到达检测器，检测器信号经调制分离成两光路对应信号，信号的比值可直接用记录仪记录，双光束分光光度计操作简单，测量快速，自动化程度高，但作含量测定时，为求准确起见，仍宜用固定波长测量方式。 3 紫外-可见分光光度计的检定 3.1 波长准确度 3.1.1 波长准确度的允差范围紫外-可见分光光度计波长准确度允许误差，紫外区为 ±1.0nm，500nm处吃.0nm，700nm处±4.8nm。 3.1.2 波长准确度检定方法 3.1.2.1 用低压汞灯检定关闭仪器光源，将汞灯（用笔式汞灯最方便）直接对准进光狭缝，如为双光束仪器，用单光束能量测定方式，采用波长扫描方式，扫描速度慢”（如 I5nm/min ）、响应快”、最小狭缝宽度（如0.1 nm）、量程0~100%，在200~800nm范围内单方向重复扫描3次，由仪器识别记录各峰值（若仪器无峰检测” 功能，必要时可对指定波长进行“单峰”扫描）。 单光束仪器以751G型为例，可将选择开关放在X）.1位置，透光率读数放在100 （或选择开关放在X，透光率放在10）,关小狭缝，打开光闸门，缓缓转动波长盘，寻找汞灯546.07nm峰出现的位置，若与波长读数不符，应调节仪器左侧准直镜的波长调整螺丝，如 紫外-可见分光光度法 1 简述 紫外-可见分光光度法是在190-800nm 波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和含量测定的方法。 定量分析通常选择物质的最大吸收波长处测出吸光度，然后用对照品或吸收系数求算出被测物质的含量，多用于制剂的含量测定；对已知物质定性可用吸收峰波长或吸光度比值作为鉴别方法；若该物质本身在紫外光区无吸收，而其杂质在紫外光区有相当强度的吸收，或杂质的吸收峰处该物质无吸收，则可用本法作杂质检查。 物质对紫外辐射的吸收是由于分子中原子的外层电子跃迁所产生，因此，紫外吸收主要决定于分子的电子结构，故紫外光谱又称电子光谱。有机化合物分子结构中如含有共轭体系、芳香环等发色基团，均可在紫外区（200~400nm ）或可见光区（400~850nm ）产生吸收。通常使用的紫外-可见分光光度计的工作波长范围为190~900nm 。 紫外吸收光谱为物质对紫外区辐射的能量吸收图。朗伯-比尔（Lambert-Beer ）定律为光的吸收定律，它是紫外-可见分光光度法定量分析的依据，其数学表达式为: A=log T 1=ECL 式中 A 为吸光度; T 为透光率; E 为吸收系数; C 为溶液浓度; L 为光路长度。 如溶液的浓度（C ）为1%（g/ml ），光路长度（L ）为lcm ，相应的吸光度即为吸 收系数以%11cm E 表示。如溶液的浓度（C ）为摩尔浓度（mol/L ），光路长度为lcm 时，则相应有吸收系数为摩尔吸收系数，以ε表示。 2 仪器 紫外-可见分光光度计主要由光源、单色器、样品室、检测器、记录仪、显示系 统和数据处理系统等部分组成。 为了满足紫外-可见光区全波长范围的测定，仪器备有二种光源，即氘灯和碘钨灯，前者用于紫外区，后者用于可见光区。 单色器通常由进光狭缝、出光狭缝、平行光装置、色散元件，聚焦透镜或反射镜等组成。色散元件有棱镜和光栅二种，棱镜多用天然石英或熔融硅石制成，对200~40Onm波长光的色散能力很强，对600nm以上波长的光色散能力较差，棱镜色散所得的光谱为非匀排光谱。光栅系将反射或透射光经衍射而达到色散作用，故常称为衍射光栅，光栅光谱是按波长作线性排列，故为匀排光谱，双光束仪器多用光栅为色散元件。 检测器有光电管和光电倍增管二种。 紫外-可见分光光度计依据其结构和测量操作方式的不同可分为单光束和双光束分光光度计二类。单光束分光光度计有些仍为手工操作，即固定在某一波长，分别测量比较空白、样品或参比的透光率或吸收度，操作比较费时，用于绘制吸收光谱图时很不方便，但适用于单波长的含量测定。双光束分光光度计藉扇形镜交替切换光路使分成样品（S）和参比（R）两光束，并先后到达检测器，检测器信号经调制分离成两光路对应信号，信号的比值可直接用记录仪记录，双光束分光光度计操作简单，测量快速，自动化程度高，但作含量测定时，为求准确起见，仍宜用固定波长测量方式。 3 紫外-可见分光光度计的检定 3.1 波长准确度 3.1.1 波长准确度的允差范围紫外-可见分光光度计波长准确度允许误差，紫外区为±1.0nm，500nm处±2.0nm，700nm处± 4.8nm。 3.1.2 波长准确度检定方法 3.1.2.1 用低压汞灯检定关闭仪器光源，将汞灯（用笔式汞灯最方便）直接对准进光狭缝，如为双光束仪器，用单光束能量测定方式，采用波长扫描方式，扫描速度“慢”（如l5nm/min）、响应“快”、最小狭缝宽度（如0.lnm）、量程0~100%，在200~800nm范围内单方向重复扫描3次，由仪器识别记录各峰值（若仪器无“峰检测”功能，必要时可对指定波长进行“单峰”扫描）。 <501> 紫外-可见分光光度法1 质谱分析法 1. 质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（划出质谱仪的方框示意图） 由进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和记录器组成，此外还有真空系统和电气系统等辅助设备。 进样系统：高效重复地将样品引入到离子源，并且不能造成真空度的降低。 离子源：将进样系统引入的气态样品分子转化为离子 质量分析器：将离子源产生的离子按荷质比大小分开 离子检测器：将从质量分析器出来的只有10-9~10-12A的微小离子流加以接收、放大，以便记录。 记录器：记录实验数据和图谱等 2. 在质谱分析中，较常遇到的离子断裂方式有哪几种？ 单纯开裂、重排与消除、复杂开裂和双重开裂 4. 有一束含有不同值的离子通过一个具有固定狭缝位置和恒定加速电压V的质谱仪单聚焦磁分析器，磁场H由小到大扫描，首先通 过出口狭缝而被检测的是最小还是最大的离子？为什么？ 答案: 最小值的离子。 5. 用质谱法对四种化合物的混合物进行定量分析，它们的分子量分别为260.2504，260.2140，260.1201和260.0922，若以它们的分子离子 峰作为分析峰，需多大分辨率的质谱仪？ 答案: 9322。 6. 试计算下列分子的（M+2）与 M 峰之强度比： ① C 2H 5Br ； ② C 6H 5Cl ； （忽略13C 、2H 的影响）。 答案:①1:1；②1:3； 7. 试计算下列化合物的（M+2）/M 和（M+4）/M 峰之强度比： ① C 7H 6Br 2； ② CH 2Cl 2； ③ C 2H 4BrCl （忽略13C 、2H 的影响）。 答案: ①2:1和1:1；②6:9和1:9；③4:3和1:3。 8. 解释下列化合物质谱中某些主要离子的可能断裂途径： ① 丁酸甲酯质谱中的 43、59、71、74； ② 乙基苯质谱中的 91、92； ③ 庚酮-4质谱中的 43、71、86； ④ 三乙胺质谱中的 30、58、86。 m/z=86为 断裂 m/z=86 H 3C 2(C 2H 5)3N (C 2H 5)2H 2 第7章紫外可见光谱分析 教学时数：5学时 教学要求： l、掌握有机化合物的紫外-可见吸收光谱。 2、理解分子吸收光谱与物质结构的关系。 3、理解紫外分光光度计的基本组成及主要性能和测定方法。 4、了解紫外-可见分光光度法在工业生产和科学研究中的应用。 教学重点与难点： 重点：分子吸收光谱原理，吸收定律（比耳定律），影响吸收谱带的因素，溶剂效应，有机化合物结构推断，单组分、多组分定量分析。 难点：用经验规则计算 max 7-1分析光谱概述 通常指的紫外光谱主要是近紫外（200-400nm）和部分可见光区（400-800nm）的光；这些光的能量相当于共价健电子和共轭分子的价电子跃迁，故又称电子光谱，或紫外可见光谱。 UV-VIS是研究物质在紫外，可见光区的分子吸收光谱的分析方法，由于价电子跃迁时所需能量在紫外，可见区，所以UV-VIS是研究推断化合物结构以及进行成分分析的重要手段。 一、分子光谱的产生 分子光谱包括电子光谱、振动、转动光谱。 E分子=Ee+Ev+Er+E平动+…… E≈Ee+Ev+Er 所以：1、紫外，可见光谱研究的是电子光谱。 2、其分析的基本原理是建立在Larmbet-Beer定律上。 其中λmax εmax 为定性分析的重要参数。 A=εbc 定量分析的依据 比吸收系数E1%=10×ε/M 二、UV-VIS主要研究对象 凡所产生π-π*，n-π*跃迁的有机化合物在紫外，可见都有吸收，故其主要是研究含共轭双键的化合物。 7-2 化合物电子光谱的产生 一、电子跃迁的类型 根据分子轨道理论，当原子形成分子时，原子轨道将重新进行线性组合而形成分析轨道。 *轨道的能量 σ<π 第五章紫外—可见分光光度法 一．教学内容 1．紫外－可见吸收光谱的产生（分子的能级及光谱、有机物及无机物电子能级跃迁的类型和特点） 2．吸收定律及其发射偏差的原因 3．仪器类型、各部件的结构、性能以及仪器的校正 4．分析条件的选择 5．应用（定性及结构分析、定量分析的各种方法、物理化学常数的测定及其它方面的应用 二．重点与难点 1．比较有机化合物和无机化合物各种电子跃迁类型所产生吸收带的特点及应用价值 2．进行化合物的定性分析、结构判断 3．定量分析的新技术（双波长法、导数光谱法、动力学分析法） 4．物理化学常数的测定 三．教学要求 1．较为系统、深入地掌握各种电子跃迁所产生的吸收带及其特征、应用2．熟练掌握吸收定律的应用及测量条件的选择 3．较为熟练仪器的类型、各组件的工作原理 4．运用各种类型光谱及的经验规则，判断不同的化合物 5．掌握定量分析及测定物理化学常数的常见基本方法 6．一般掌握某些新的分析技术 四．学时安排5学时 研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法称 为紫外 -可见分光光度法。紫外—可见分光光度法是利用某些物质的分子吸收200 ~ 800 n m光谱区的辐射来进行分析测定的方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机物质的定性和定量测定。 第一节紫外—可见吸收光谱 一、分子吸收光谱的产生 在分子中，除了电子相对于原子核的运动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。这三种运动能量都是量子化的，并对应有一定能级。在每一电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一振动能级上又有许多更小的转动能级。 若用△E 电子、△E 振动 、△E 转动 分别表示电子能级、振动能 级转动能级差，即有△E 电子△E 振动 △E 转动 。处在同一电子 能级的分子，可能因其振动能量不同，而处在不同的振动能级上。当分子处在同一电子能级和同一振动能级时，它的能量还会因转动能量不同，而处在不同的转动能级上。所以分子的总能量可以认为 是这三种能量的总和：E 分子=E 电子 + E 振动 +E 转动 当用频率为的电磁波照射分子，而该分子的较高能级与较低能级之差△E恰好等于该电磁波的能量h时，即有 △ E = h（h为普朗克常数） 此时，在微观上出现分子由较低的能级跃迁到较高的能级；在宏观上则透射光的强度变小。若用一连续辐射的电磁波照射分子，将照射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来，然后以波长为横坐标，以电信号（吸光度A）为纵坐标，就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图——分子吸收光谱图。 二、分子吸收光谱类型 1、 某有机化合物（M=140）其质谱图中有m /z 分别为83和57的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合，原因？。 （1） （2） 2、 某一液体的化学式为C 5H 12O ，bp 138℃，质谱数据如下图所示，试推测其结构。 3、在下列化合物中, 何者不能发生麦氏重排? 为什么？ A ． ；B ． ；C ．；D ．。 4、化合物C O CH 3C 3H 7 在质谱图上出现的主要强峰是（ ），为什么？ A. m/e 15 B.m/e 29 C.m/e 43 D.m/e 71 5、指出下列的哪种说法是不正确的？( ) A. 分子离子峰的质量数一定符合“氮律”； B ．不符合“氮律”的峰，一定不是分子离子峰； C ．符合“氮律”的峰， 一定是分子离子峰； D ．发生麦氏重排所产生的离子峰也符合“氮律”。 6. 一种酯类(M =116), 质谱图上在m /z 57(100%), m /z 29(27%)及m /z 43(27%)处均有离子峰, 初 步推测其可能结构如下, 试问该化合物结构为( )？为什么？请写出分析过程。 (A) (CH 3)2CHCOOC 2H 5 (B) CH 3CH 2COOCH 2CH 2CH 3 (C) CH 3(CH 2)3COOCH 3 (D) CH 3COO(CH 2)3CH 3 7质谱方程式： ；由质谱方程式可知：在固定狭缝位置，固定加速电压的质谱仪中，当进行磁场扫描时，随着磁场强度H 的增加，质核比 z m （大还是小）的先通过，在电压扫描时，随着电压V 的增大， z m （大还是小）的先通过。 8、某有机分子的IR 谱在3030，2930/2850，750，700，550cm -1 处有吸收峰； MS 谱如下所示，经解析，其结构式应为________。为什么？ CH 2.Cl A. CH 2.Br B. CH 3Br C. CH 3Br D. CH 3Br E. 170 65 91 172 51 m/z 1.实验目的 1.1了解紫外可见分光光度计的食用方法及基本结构 1.2掌握用紫外可见分光光光度法进行定性分析和定量分析的方法 2.实验原理 2.1定性分析 不同物质的分子结构不同，因此各种物质各有其特征的紫外可见光吸收光谱。以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得到的曲线称为吸收光谱曲线，他能清楚的描述该物质对不同波长光的吸收情况。光吸收程度最大处叫做最大吸收波长，用λmax表示。浓度不同时，光吸收曲线的形状相同，最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。说明吸收曲线的形状只与物质的本性有关，而与物质的浓度无关。因此，我们可以利用吸收曲线对物质进行定性分析。 2.2定量分析 根据朗伯-比尔定律： A=εbc，式中A—吸光度，ε—摩尔吸光系数，b—液层厚度cm，c—浓度，mol/L 当液层厚度b固定时，吸光度正比于浓度，因此可采用标准曲线法对物质进行定量分析。 通常选择最大吸收波长进行定量分析，以提高分析灵敏度和消除干扰影响。 3.仪器及试剂 3.1仪器及配件 UV1800PC型紫外可见分光光度计，1cm石英比色池 3.2试剂 3.2.1虾青素标准溶液 3.2.1.1标准储备液（浓度为1.0mg/mL） 称取10mg虾青素标准品溶于二甲基亚砜（DMSO），定容至10mL，摇匀，避光-20℃保存。 3.2.1.2标准系列溶液的配制 用移液管分别量取0.5，1.0，2.0，3.0mL标准储备液，分别用50mL容量瓶定容，稀释溶剂为无水乙醇，定容之后摇匀，避光放置。 3.2.2未知浓度的虾青素样品溶液。 4.实验内容 4.1不同浓度的虾青素溶液吸收曲线的比较。 4.2标准曲线的制作。 4.3样品溶液的测定。 5.仪器操作步骤 5.1开机，自检，预热20分钟 5.2放置样品 将配好的样品转入比色池，比色池要用蒸馏水和待测溶液润洗，溶液装至比色池的 左右。装好后用纸巾吸干比色池表面的液体，将比色池放入样品槽中，注意比色池透光面要对住样品槽有孔的一边。 5.3全波长扫描 将不同浓度的标准品依次转入比色池中进行全波长扫描，比较其吸收曲线和最大吸收峰对应的波长。紫外-可见分光光度法
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(完整word版)紫外-可见分光光度法
紫外可见分光光度法
紫外-可见分光光度法是在 190～800nm 波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质 检查和定量测定的方法。 当光穿过被测物质溶液时， 物质对光的吸收程度随光的波长不同而 变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被 测物质的吸收光谱。从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax 和最小吸收波长λmin。物质的 吸收光谱具有与其结构相关的特征性。 因此， 可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光 谱或对照品光谱的比较， 或通过确定最大吸收波长， 或通过测量两个特定波长处的吸收比值 而鉴别物质。用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓 度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的含量。 仪器的校正和检定 1.波长 由于环境因素对机械部分的影响，仪器的波长经常会略有变动，因此除应定期 对所用的仪器进行全面校正检定外，还应于测定前校正测定波长。常用汞灯中的较强谱线 237.83nm，253.65nm，275.28nm，296.73nm，313.16nm，334.15nm，365.02nm，404.66nm， 435.83nm， 546.07nm 与 576.96nm； 或用仪器中氘灯的 486.02nm 与 656.10nm 谱线进行校正； 钬玻璃在波长 279.4nm， 287.5nm， 333.7nm， 360.9nm， 418.5nm， 460.0nm， 484.5nm， 536.2nm 与 637.5nm 处有尖锐吸收峰， 也可作波长校正用， 但因来源不同或随着时间的推移会有微小 的变化，使用时应注意；近年来，常使用高氯酸钬溶液校正双光束仪器，以 10%高氯酸溶 液为溶剂， 配制含氧化钬 （Ho2O3） 4%的溶液， 该溶液的吸收峰波长为 241.13nm， 278.10nm， 287.18nm，333.44nm，345.47nm，361.31nm，416.28nm，451.30nm，485.29nm，536.64nm 和 640.52nm。 仪器波长的允许误差为：紫外光区±1nm，500nm 附近±2nm。 2.吸光度的准确度 可用重铬酸钾的硫酸溶液检定。取在 120℃干燥至恒重的基准重铬 酸钾约 60mg，精密称定，用 0.005mol/L 硫酸溶液溶解并稀释至 1000ml，在规定的波长处测 定并计算其吸收系数，并与规定的吸收系数比较，应符合表中的规定。 波长/nm 吸收系数（ E1cm ）的规定值 吸收系数（ E1cm ）的许可范围
1% 1%
235（最小） 257（最大） 313（最小） 350（最大） 124.5 144.0 48.6 106.6 105.5～108.5
123.0～126.0 142.8～146.2 47.0～50.3
3.杂散光的检查 可按下表所列的试剂和浓度，配制成水溶液，置 1cm 石英吸收池中， 在规定的波长处测定透光率，应符合表中的规定。 试剂 碘化钠 亚硝酸钠 浓度/%（g/ml） 测定用波长/nm 1.00 5.00 220 340 透光率/% ＜0.8 ＜0.8
对溶剂的要求 含有杂原子的有机溶剂，通常均具有很强的末端吸收。因此，当作溶剂使用时，它们的 使用范围均不能小于截止使用波长。例如甲醇、乙醇的截止使用波长为 205nm。另外，当溶 剂不纯时，也可能增加干扰吸收。因此，在测定供试品前，应先检查所用的溶剂在供试品所 用的波长附近是否符合要求，即将溶剂置 1cm 石英吸收池中，以空气为空白（即空白光路
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新增简述。
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