紫外-可见分光光度法的基本原理
UV-Vis原理及应用概述
lnT
微分后除以上式可得浓度的相对误差为：
C
C
T T lnT
当溶液的透光率为36.8%或吸光度为0.434时， 浓度的相对误差最小。
T值在65~20%或A值在0.2~0.7之间，浓度相对 误差较小，是测量的适宜范围。
§3 分析条件的选择
仪器测量条件的选择 显色反应条件的选择 参比溶液的选择
A 分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图
2. 电子跃迁主要类型
按照价电子性质不同讨论不同的紫外-可 见吸收光谱。 以甲醛分子为例： 存在σ电子，π电子，n（p）电子。
分子轨道理论：
σ成键轨道< π成键轨道< n 非键轨道<π*反键轨道<σ*反键 轨道
分子中外层电子能级及跃迁类型示意图
2.1 σ→σ*跃迁
1. 仪器测量条件的选择
1.1 适宜的吸光度范围
即当A=0.434时，吸光度测量误差最小。 最适宜的测量范围为0.2~0.7之间。
1.2 入射光波长的选择
通常是根据被测组分的吸收光谱，选择最 强吸收带的最大吸收波长（λmax ）为入射波 长。当最强吸收峰的峰形比较尖锐时，往往 选用吸收稍低，峰形稍平坦的次强峰进行测 定。
1.3 狭缝宽度的选择
为了选择合适的狭缝宽度，应以减少狭缝 宽度时试样的吸光度不再增加为准。一般来 说，狭缝宽度大约是试样吸收峰半宽度的十 分之一。
2. 显色反应条件的选择
可见分光光度法一般用来测定能吸收可见光 的有色溶液。对某些无色或浅色物质进行测 定，常利用显色反应将被测组分转变为在可 见波长范围有吸收的物质。常见的显色反应 有配位反应、氧化还原反应等。
测定试样溶液的吸光度，需先用参比溶液调 节T为100% （A为0） ，以消除其它成分及 吸收池和溶剂等对光的反射和吸收带来的测 定误差。
紫外可见分光光度计基本原理
应用
定量分析——标准曲线法
最大吸收波长
在一定波长下，测定某物质的标准 系列溶液的吸光度做标准曲线，然 后测定样品溶液的吸光度值，根据 所测吸光度，求出所测溶液浓度。
吸
AX
光
度
波长范围
CX
应用
定量分析——对照法
A标 = K c标 l Ax = K cx l
cx = Ax C标
A0
谢谢！
称为电荷迁移吸收光谱。
例如:某些取代芳烃可产生这种分子内电荷迁移跃迁吸收带。谱带较宽，吸收强度较大， εmax可大于104
无机化合物 电子迁移跃迁 吸收光谱 配位场跃迁
收能量后向σ*反键跃迁，这种跃迁可以吸收波长在200nm左右。
n
π *跃迁：含有杂原子不饱和基团，如C=O,C=S,-N=N-等化合物，这种跃
迁一般处于近紫外区（200 ～ 400nm）。
电荷迁移跃迁：用电磁辐射照射化合物时，电子从给予体向与接受体相联系
的轨道上跃迁。因此，电荷迁移跃迁实质是一个内氧化还原的过程，而相应的吸收光谱
吸光物质的溶液时，在入射光的波长强度以及溶液的温 度等因素保持不变的情况下，该溶液的吸光度A与溶液 的浓度c及液层厚度l的乘积成正比关系，称为朗伯比尔 定律。
A=K·c·l
适用条件：单色光、稀溶液
朗伯比尔定律
A=K·c·l K—比例常数，与入射光的波长、溶液的性质、
液层厚度以及温度有关。 c—吸光物质的浓度。 l—透光液层厚度。
定义
紫外-可见分光光度法（ultraviolet and visible spectrophotometry ;
UV- vis ）是研究物质在紫外-可见光区（200 ～ 800nm）分子吸收光谱的分析方 法。
简述紫外可见分光光度法的基本原理。
简述紫外可见分光光度法的基本原理。
紫外可见分光光度法是一种常用的分析方法，通过测量物质在紫外可见光区的吸光度来分析物质的浓度。
其基本原理如下：
1. 光源：使用特定波长范围的光源，通常是紫外光或可见光。
光源产生的光经过一系列光学元件聚焦后，成为一个具有特定波长范围的光束。
2. 分光器：分光器将光束分离成不同波长的光束。
分光器通常
使用棱镜或光栅等光学元件来分散光束，使其成为不同波长的光谱。
3. 样品池：将待测样品置于样品池中，光束通过样品时，样品
会吸收特定波长的光。
吸收光的强度与样品中某种物质的浓度成正比。
4. 检测器：检测器接收通过样品后的光束，并将光信号转化为
电信号。
光的强度由电压信号表示。
5. 计算和分析：使用计算机或其他数据处理设备对电信号进行
分析和计算，得出样品中某种物质的浓度。
通过测量样品在不同波长下的吸光度，可以得到样品的吸收光谱。
根据光的强度与浓度之间的线性关系，可以通过比较吸收光强度与标准曲线的关系来确定样品中某种物质的浓度。
紫外可见分光光度计的原理
紫外可见分光光度计的原理紫外可见分光光度计是一种常用的分析仪器，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
它通过测量样品对紫外可见光的吸收或透射来分析样品的成分和浓度。
在实际应用中，了解紫外可见分光光度计的原理对正确操作和数据解释非常重要。
紫外可见分光光度计的原理基于比尔-朗伯定律和兰伯特-比尔定律。
比尔-朗伯定律描述了光线通过溶液时，光线的强度与溶液中物质的浓度成正比，即I=I0e^(-εbc)，其中I为透射光强度，I0为入射光强度，ε为摩尔吸光系数，b为光程，c为溶液浓度。
兰伯特-比尔定律则描述了溶液对光的吸收与光程和溶液的吸光度成正比。
紫外可见分光光度计工作原理是利用光源发出的一束宽谱光通过样品后，光检测器测量出样品对不同波长光的吸收或透射情况。
根据比尔-朗伯定律和兰伯特-比尔定律，可以得到样品在不同波长下的吸光度。
通过测量吸光度随波长的变化，可以得到样品的吸收光谱。
紫外可见分光光度计通常包括光源、单色器、样品室和光检测器等部件。
光源发出的宽谱光经过单色器分离成不同波长的单色光，单色光通过样品后被光检测器检测，得到样品对不同波长光的吸收情况。
通过测量吸光度随波长的变化，可以得到样品的吸收光谱。
紫外可见分光光度计的原理简单而有效，通过测量样品对不同波长光的吸收情况，可以分析样品的成分和浓度。
在实际应用中，需要注意选择合适的光源、单色器和光检测器，以及正确操作仪器和处理数据，才能得到准确可靠的分析结果。
总之，紫外可见分光光度计的原理是基于比尔-朗伯定律和兰伯特-比尔定律的，通过测量样品对不同波长光的吸收情况来分析样品的成分和浓度。
了解这一原理对正确操作仪器和解释数据非常重要，也有助于更好地应用紫外可见分光光度计进行分析实验。
紫外-可见分光光度法 标准曲线相关系数 小木虫
紫外-可见分光光度法是一种广泛应用的分析化学技术，它通过测量物质在紫外-可见光波段的吸收或透射来确定样品中特定物质的浓度。
该方法具有灵敏度高、分辨率好、操作简便等优点，在化学、生物化学、环境监测等领域都有着重要的应用价值。
一、紫外-可见分光光度法的原理紫外-可见分光光度法是利用物质对紫外-可见光的吸收或透射特性来进行定量分析的一种方法。
当紫外-可见光照射到物质上时，如果物质吸收了部分光能，则其吸收的光强与物质浓度成正比。
根据比尔定律，可以得到吸光度与浓度的线性关系：A = εlc其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，l为光程，c为物质浓度。
通过建立标准曲线，测定样品的吸光度，并根据标准曲线确定样品中特定物质的浓度。
二、标准曲线的建立标准曲线是指在已知条件下，一系列不同浓度物质对应的吸光度值所构成的曲线。
标准曲线的建立通常需要进行以下步骤：1.准备一系列不同浓度的标准溶液，通常从低浓度到高浓度逐渐增加；2.分别测定各标准溶液的吸光度，并绘制吸光度-浓度曲线；3.通过线性回归等方法，拟合出标准曲线的方程，确定吸光度与浓度的线性关系。
三、标准曲线相关系数标准曲线相关系数是用来评价标准曲线拟合程度的指标。
相关系数越接近1，表示拟合效果越好，曲线与实际数据的吻合程度越高；而相关系数接近0，则表示拟合效果较差，曲线与实际数据的吻合程度较低。
在紫外-可见分光光度法中，标准曲线相关系数的计算通常是依靠计算吸光度与浓度的线性回归方程的确定系数R^2来实现。
R^2的取值范围在0~1之间，越接近1表示拟合效果越好，常用于评价标准曲线的可靠性和稳定性。
四、标准曲线相关系数的影响因素标准曲线相关系数的大小受多种因素影响，包括仪器精度、操作技术、环境条件等。
其中，标准曲线的线性范围和斜率对其相关系数影响较大。
线性范围如果选择不当，可能导致数据偏离线性区域，造成拟合效果不佳；而斜率的大小则直接影响到吸光度与浓度的线性关系，进而影响相关系数的结果。
紫外可见分光光度法原理
紫外可见分光光度法原理
紫外可见分光光度法是一种用以测定溶液中有机物含量的快速、准确的分析方法，在医药行业、食品行业及环境检测行业中都得到了广泛的应用。
它是通过比较被测样品与标准样品的分光光度比值，从而计算指定物质的含量的方法。
紫外可见分光光度测试主要是“传感-数据处理-传感器”的模型，它通过测定样品中吸收光谱特性的分光光度，测量出样品中物质的含量。
紫外分光光度仪基于光谱对待解的化学物质暴露到指定波长范围的光源，当样品吸收光子时，两个灵敏的波长探测器计量研究的物质的定量含量。
当样品通过紫外可见分光光度仪测量时，其反应机理是：紫外可见光照射到样品中的有源化学物质，它会发生吸收并反射出去，被灵敏的光照度探测器感受到，并与用于提供参照的标准物质的反射值进行比较。
通过比较，可以确定被测样品中物质的含量，提高检测精度。
目前，紫外可见分光光度仪已成为各行各业测定物质含量的重要工具。
由于紫外可见分光光度仪的实时检测能力和快速测量功能，在医药，食品等行业中都得到了广泛应用，例如用于测试血液清液、药物相关物质含量及检测快检卡等。
紫外可见分光光度仪也可以检测一些重要耐用性性质，如油污、成分等，为企业提供检测数据及结果，以确保产品质量及符合环保要求。
总之，紫外可见分光光度法是一种用于测定溶液中有机物含量的分析方法。
它既能检测物质含量，还可以检测耐用性性质。
因此，在进行相关的材料检测时，可以采用紫外可见分光光度仪，为企业提供准确可靠的检测数据，以保证产品质量及符合环保要求。
紫外-可见分光光度法的基本原理
R
*
n
* 跃迁
所需能量最大； 电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁,
吸收光谱处于远紫外区，多为饱和烃。
甲烷 乙烷 125 nm 135 nm
n * 跃迁
所需能量较大，但小于 *跃迁；含有未共用电子对 （n电子）原子的饱和化合物都可发生,如含杂原子的分子： -NH2、-OH、-S、-X中的未成键的n电子 吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区
圆 折 二 射 色 法 性 法
X 射 干 线 涉 衍 法 射 法
原 旋 子 光 吸 法 收 光 谱
原 子 发 射 光 谱
原 子 荧 光 光 谱
红 外 光 谱 法
分 子 荧 光 光 谱 法
分 子 磷 光 光 谱 法
核 磁 共 振 波 谱 法
紫外-可见分光光度法的基本原理
1、紫外可见吸收光谱法 根据溶液中物质的分子或离子对紫外 光谱区或可见光谱区辐射能的吸收以研 究物质组成和结构的方法。
，即分子中含有孤对电子和键同时存在时，才发生n→ ＊跃迁；
吸收波长为200～400nm，一般在近紫外区；吸收系数较低
O
H3C-C-CH3
例:丙酮有280nm左右的n→ ＊跃迁吸收峰（ =10~30 L· mol-1· cm-1 ）
→ ＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或 近紫外区 含有不饱和键的有机分子易发生这类跃迁 C=C C=C ; N=N ; C=O 属于强吸收，max >104L· mol-1· cm-1， 具有共轭双键的化合物 → ＊跃迁所需能量降低
（2）准确度较高：相对误差为 2%-10%。如采用精密分光光 度计测量，相对误差可减少至1%-2%。
紫外—可见分光光度计的原理
紫外—可见分光光度计的原理
紫外—可见分光光度计是一种常用的实验室仪器，用于测量溶液中吸光度的变化。
它基于紫外—可见光谱原理，通过测量样品在特定波长下吸收或透过光的能力来确定溶液中物质的浓度。
紫外—可见分光光度计的原理主要涉及三个方面：光源、光路和探测器。
首先，光源是紫外—可见分光光度计的重要组成部分。
常见的光源有氘灯和钨灯。
氘灯主要发射在紫外区域的光，而钨灯则主要发射在可见区域。
根据所需测量的波长范围，可以选择适当的光源。
其次，光路是样品和探测器之间的光传输路径。
紫外—可见分光光度计通常包
括一系列的光学元件，如光栅、反射镜和滤光片，用于精确控制光的传输和分散。
光栅是一种具有周期性凹槽的光学元件，通过调整光栅的角度，可以选择特定的波长成为入射光。
而反射镜用于将入射光线反射到样品容器中，以及将透射光线反射到探测器。
滤光片则用于滤除非目标波长的干扰光。
最后，探测器是紫外—可见分光光度计中用于检测透射或散射光强的元件。
常
见的探测器包括光电二极管（Photodiode）和光电倍增管（Photomultiplier Tube）。
这些探测器能够将光信号转换为电信号，并通过电路系统进行放大和处理，最终得到吸光度的数值。
总结来说，紫外—可见分光光度计的原理是利用光源产生特定波长的光，经过
光路的调节和选择，最后由探测器转化为电信号进行测量和分析。
通过这种原理，我们能够准确测量溶液中物质的浓度，为化学和生物实验提供了重要的工具。
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7、无机化合物的吸收光谱
无机化合物的UV-Vis光谱吸收光谱主要有： 电荷迁移跃迁及配位场跃迁
配位场跃迁（ d一d、 f 一f 跃迁）
在配体存在下过渡金属元素5个能量相等的d 轨道和镧系、 锕系7个能量相等的的 f 轨道裂分，吸收辐射后，低能态的d 电子或f电子可以跃迁到高能态的d或f轨道上去。 绝大多数过渡金属离子都具有未充满的 d 轨道，按照晶体场 理论，当它们在溶液中与水或其它配体生成配合物时，受配 体配位场的影响，原来能量相同的 d轨道发生能级分裂，产 生 d-d 电子跃迁。 必须在配体的配位场作用下才可能产生， 所以称为配位场跃迁；
甲烷 乙烷
125 nm 135 nm
n * 跃迁
所需能量较大，但小于 *跃迁；含有未共用电子对 （n电子）原子的饱和化合物都可发生,如含杂原子的分子： -NH2、-OH、-S、-X中的未成键的n电子
吸收波长为150～250nm，大部分在远紫外区
跃迁的吸收系数较低比较小，一般在100-3000 L /
mol·cm
H3C-O-H
例:甲醇的吸收峰，除 →* 跃迁外，还有n→＊跃迁
（ 吸收波长在183nm， =150 L·mol-1·cm-1 ）
n→ ＊跃迁
所需能量小； 多发生在含杂原子的双键化合物：-C=O、-C=N、-C=S、-N=N，即分子中含有孤对电子和键同时存在时，才发生n→ ＊跃迁； 吸收波长为200～400nm，一般在近紫外区；吸收系数较低
只是相应的吸光度大小不同。
4、可见吸收光谱法的特点
（1）灵敏度高：常用于测定试样中1%-10-3 %的微量组分， 甚至可测定低至10-4 %-10-5 %的痕量组分。
（2）准确度较高：相对误差为2%-10%。如采用精密分光光 度计测量，相对误差可减少至1%-2%。
（3）应用广泛：几乎所有的无机离子和许多有机化合物都 可直接或间接地用此法测定。
紫外-可见分光光度法
UV-vis
紫外-可见光区（200-800nm）分子吸收光谱的分析方法。
提要：
一、紫外-可见分光光度法的基本原理 二、紫外-可见分光光度计 三、紫外-可见分光光度分析方法
紫外-可见分光光度法的基本原理
光学分析法
非光谱分析法
光谱分析法
原子光谱
折 射 法
圆 二 色 性 法
X 射 线 衍 射 法
例:乙烯π→π*跃迁的max =165nm, =1x104 L·mol-1·cm-1 丁二烯的π→π*跃迁的max =217nm, =2.1x104 L·mol-1·cm-1
有机化合物的紫外-可见吸收光谱分析多以 * 和 n *这两类跃迁为基础
* 比 n * 跃迁几率大100-1000 倍 *跃迁吸收强， ＞ 104 n * 跃迁吸收弱， 500
量子化能级，仅当照射光光子的能
E2
量（hυ ）与被照射物质粒子的基
态和激发态能量之差相当或为其整
激发态能级
数倍时才能发生吸收。不同的物质
E1
微粒由于结构不同而具有不同的量
子化能级，其能量差也不相同。所
ห้องสมุดไป่ตู้E0
以物质对光的吸收具有选择性。
基态能级
（3）吸收曲线（吸收光谱） 吸光度(A)--波长(λ)曲线称--。 光吸收程度最大处的波长叫 最大吸收波长，用λmax表示。 高锰酸钾的λmax=525nm。 浓度不同时，光吸收曲线形状不同，最大吸收波长不变，
比色法、分光光度法
3、物质对光的选择性吸收
(1)当一束光照射到某物质或其溶液时，组成该物质的分 子、原子或离子与光子发生“碰撞”，光子的能量就 转移到分子、原子上，使这些粒子由最低能态（基态） 跃迁到较高能态（激发态）： M + hυ → M* 这个作用叫物质对光的吸收。
(2)分子、原子或离子具有不连续的
紫外-可见分光光度法的基本原理
6、有机化合物的吸收光谱
UV-Vis光谱是分子中的价电子在分子轨道之间的 跃迁而产生（包括振动和转动能级的跃迁）。有机化 合物中有几种性质不同的价电子，有机化合物的UVVis光谱吸收光谱是三种电子跃迁的结果：
电子、电子、n电子跃迁
根据分子轨道理论，分子中的电子轨道有 n、和 三种
n
HC O H
当分子外层电子吸收紫外可见辐射后，处 于低能级的价电子就会跃迁到较高能级。
主要有四种跃迁，所需能量E大小顺序为
： n→ ＊ < → ＊ < n→ ＊ < → ＊
*
*
EK
Rn
E,B
* 跃迁
所需能量最大； 电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁, 吸收光谱处于远紫外区，多为饱和烃。
O
H3C-C-CH3
例:丙酮有280nm左右的n→ ＊跃迁吸收峰（ =10~30 L·mol-1·cm-1 ）
→ ＊跃迁
所需能量较小，吸收波长处于远紫外区的近紫外端或 近紫外区
含有不饱和键的有机分子易发生这类跃迁 C=C C=C ; N=N ; C=O
属于强吸收，max >104L·mol-1·cm-1， 具有共轭双键的化合物 → ＊跃迁所需能量降低
干 涉 法
原
旋子 光吸 法收
光
谱
原 子 发 射 光 谱
原 子 荧 光 光 谱
X 射 线 荧 光 光 谱
分子光谱
紫
分分核
外红子子磁
可外荧磷共
见光光光振
光谱光光波
谱法谱谱谱
法
法法法
紫外-可见分光光度法的基本原理
1、紫外可见吸收光谱法 根据溶液中物质的分子或离子对紫外
光谱区或可见光谱区辐射能的吸收以研 究物质组成和结构的方法。 2、可见吸收光谱法分类：
（4）操作简便快速，仪器设备也不复杂
5、紫外吸收光谱法的特点 （1）紫外光谱可以用于有机化合物的定性分析，通过测定物质的最大
吸收波长和吸光系数，或者将未知化合物的紫外吸收光谱与标准谱 图对照，可以确定化合物的存在． （2）可以用来推断有机化合物的结构，例如确定1,2-二苯乙烯的顺反 异构体． （3）进行化合物纯度的检查，例如可利用甲醇溶液吸收光谱中在 256nm处是否存在苯的B吸收带来确定是否含有微量杂质苯． （4）进行有机化合物、配合物或部分无机化合物的定量测定，这是紫 外吸收光谱的最重要的用途之一。