紫外吸收光谱的应用
1-3 紫外吸收光谱法的应用实例(宋)
2.对比吸光度的比值：
❖ 用同一浓度的溶液和同一厚度的吸收池，取吸光度比值 即吸收系数比值消去浓度与厚度的影响。不只一个吸收 峰的化合物，在不同峰（峰与谷）测吸光度比值进行定 性鉴别
❖ （2） 化合物有较强吸收，杂质吸收弱或无吸收，吸光 系数降低；若杂质在某吸收波长处吸收比化合物更强， 则吸收系数增大；有吸收的杂质将使化合物吸收变形等。
2. 杂质限量检查
❖ 纯是相对的，不纯是绝对的，药物无论怎么精制，总含有少 量杂质，只要杂质不超出一定限量即可。
❖ 例1：5%葡萄糖，稀释至1%，284nm测定，A<0.32合格 ❖ 例2：肾上腺素在合成过程中混有肾上腺酮，二者吸收曲线表明，在
（一） 吸光系数法：
❖ 如果用的是比吸光系数，测出的浓度为100ml中的g数 ❖ 若用的是ε时，测出浓度为摩尔浓度。
（二） 标准曲线法：
❖ 配制一系列的标液 ❖ c1，c2…cn cx ❖ 测 A1，A2，An Ax ❖ 绘制标准曲线，由图查出Ax所对应的cx
（三） 对照法：
❖ 样品 Ax=ECxL 因为标准品与样品为同一物质，在选 定波长下E相等。
1.核对光谱数据：
❖ 核对λmax和λmax处的吸收系数。在λmax处时，①E较大。灵 敏度高。②吸收峰处与相邻λE变化较小，测得A较准确。某一 化合物有几个吸收峰时，应峰、谷、肩等同时对照。
❖ 若两个化合物有不同的吸光基团，可能有相同的λmax，但ε不 同，εmax可用于鉴别吸光基团。
❖ 分子中含有相同基团的同系物，其ε相差不大，但由于分子量 不同，相差较大。
紫外可见吸收光谱法原理_概述解释说明
紫外可见吸收光谱法原理概述解释说明1. 引言1.1 概述紫外可见吸收光谱法是一种广泛应用于化学分析、生物医药和材料科学等领域的分析技术。
它通过检测样品吸收紫外或可见光的能力，可以确定样品中存在的化合物或物质的浓度。
紫外可见吸收光谱法基于原子、离子或分子在特定波长范围内对电磁辐射的选择性吸收现象，利用这种吸收现象可以获得样品所具有的信息。
本文将对紫外可见吸收光谱法的原理进行详细介绍，并探讨其在化学分析、生物医药和材料科学中的应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、紫外可见吸收光谱法原理、紫外可见吸收光谱应用领域、实验方法与操作步骤以及结论和展望。
1.3 目的本文旨在向读者介绍紫外可见吸收光谱法的基本原理以及其在不同领域中的应用。
通过阐述紫外可见吸收光谱法的操作方法和实验步骤，希望能为初学者提供一份清晰的指南，使其能够准确、有效地应用该技术进行分析。
同时，我们将对紫外可见吸收光谱法的局限性进行讨论，并展望其未来在科学研究和实际应用中的发展方向。
2. 紫外可见吸收光谱法原理:2.1 光谱的基本概念:光谱是指将某物质在不同波长范围内对电磁辐射的吸收、发射或散射进行分析和测量的方法。
根据电磁辐射的能量不同，可将光谱分为紫外光谱、可见光谱和红外光谱等。
其中，紫外可见吸收光谱法利用物质对紫外及可见光区域（200-800 nm）的吸收特性进行定量和定性分析。
2.2 紫外可见吸收光谱的原理:紫外可见吸收光谱法是通过物质吸收特定波长范围内电磁辐射而产生的能级跃迁来进行分析。
当样品受到入射光线照射后，样品中的某些化学成分会吸收特定波长范围内的能量，并转为高能态。
这些化学成分在高能态时可能会跃迁至更高能级或离子化状态，从而使入射光线中特定波长的能量被吸收，形成明显的吸收峰。
根据琴斯定律（Lambert-Beer定律），光的吸收与样品中物质浓度成正比。
因此，通过测量入射光和透射光之间的吸收差异，可以推算出样品中特定化合物的浓度。
紫外光谱的原理及其应用
紫外光谱的原理及其应用紫外光谱是紫外分光光度计等分析化学中的重要工具。
UV（紫外线）光谱的另一个名称是电子光谱，因为它涉及将电子从基态提升到更高的能量或激发态。
在本文中，我将解释紫外光谱的基本原理、工作原理和所有应用。
一、紫外光谱简介紫外光谱是一种吸收光谱，其中紫外线区域（200-400nm）的光被分子吸收。
紫外辐射的吸收导致电子从基态激发到更高能态。
被吸收的紫外线辐射的能量等于基态和高能态之间的能量差（deltaE=hf）。
通常，有利的跃迁是从MAX占据分子轨道(HOMO)到LOW未占据分子轨道(LUMO)。
对于大多数分子来说，LOW能量占据的分子轨道是s轨道，对应于sigma键。
p轨道处于较高的能级，具有未共享电子对的轨道（非键轨道）位于较高的能级。
未占轨道或反键轨道（pie*和sigma*）是能量High的占据轨道。
在所有化合物（除了烷烃）中，电子都会经历各种跃迁。
一些随着能量增加的重要转变是：非键到派*，非键到sigma*，派到派*,sigma到pie*和sigma到sigma*。
二、紫外光谱学原理紫外光谱遵循比尔-朗伯定律，该定律指出：当一束单色光通过吸收物质的溶液时，辐射强度随吸收溶液厚度的下降率与入射辐射成正比：以及溶液的浓度。
Beer-Lambert定律的表达式为-A=log(I0/I)=Ecl其中，A=吸光度，I0=入射到样品池，目的光强度I=离开样品池的光强度C=溶质L目的摩尔浓度=样品池长度(cm.)，E=摩尔吸光率从比尔-朗伯定律可以清楚地看出，能够吸收给定波长的光的分子数量越多，光吸收的程度就越大。
这是紫外光谱的基本原理。
三、紫外光谱的仪器和工作可以同时研究紫外光谱仪的仪器和工作。
大多数现代紫外光谱仪由以下部分组成：光源：钨丝灯和氢氘灯是广泛使用的光源，因为它们覆盖了整个紫外区域。
钨丝灯富含红色辐射；具体地说，它们发出375nm的辐射，而氢氘灯的强度低于375 nm。
单色器：单色器通常由棱镜和狭缝组成。
实验一-紫外吸收光谱定性分析的应用
实验一 紫外吸收光谱定性分析的应用一、实验目的1、 掌握紫外吸收光谱的测绘方法。
2、 学会利用吸收光谱进行未知物鉴定的方法。
3、 学会杂质检出的方法。
二、基本原理紫外吸收光谱为有机化合物的定性分析提供了有用的信息。
其方法是将未知试样和标准品以相同浓度配制在相同的溶剂中，在分别测绘吸收光谱，比较二者是否一致也可将未知试样的吸收光谱与标准图谱，如萨特勒紫外吸收光谱图相比较，如果吸收光谱完全相同，则一般可以认为两者是同一种化合物。
但是，有机化合物在紫外区的吸收峰较少，有时会出现不同的结构，只要具有相同的生色团，它们的最大吸收波长m ax λ相同，然而其摩尔吸光系数ε或比吸光系数E%11cm 值是有差别的。
因此需利用m ax λ和m ax λ处的ε或E %11cm 等数据作进一步比较。
在没有紫外吸收光谱峰的物质中检查含高吸光系数的杂质是紫外吸收光谱的重要用途之一。
如乙醇中杂质苯的检查，只需测定256 nm 处有无苯的吸收峰即可。
因为在这一波段，主成分乙醇无吸收峰。
在测绘比较用的紫外吸收光谱图时，应首先对仪器的波长准确性进行检查和校正。
还必须采用相同的溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响。
同时还应注意PH 值、温度等因素的影响。
在实际应用时，应注意溶剂的纯度。
三、仪器与试剂1、 仪器T6型（或其他型号）紫外可见分光光度计1㎝石英比色皿2、 试剂苯的乙醇溶液1,4对苯二酚水溶液苯甲酸的乙醇溶液四、实验步骤1、已知芳香族化合物标准光谱的绘制在一定的实验条件下，以相应的溶剂作参比，用1㎝石英比色皿，在一定的波长范围内扫描（或测绘）各已知标准物质的吸收光谱作为标准光谱。
如苯甲酸的乙醇溶液的和1，4对苯二酚水溶液的标准溶液的标准光谱的绘制。
各已知芳香族化合物的标准光谱也可通过查阅有关手册得到，但应注意实验条件的一致。
2、未知芳香族化合物的鉴定（1）称取 g未知芳香族化合物，用去离子水溶解后转让100 ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
紫外吸收光谱的应用.
2、构型、构象的测定 具有相同化学组成的不同异构体或不同构象的
化合物，它们的紫外光谱有一定的差异，因此根据 此种差异可以对异构体及构象进行判别。 （1）、顺反异构体的判别
丁烯二酸 顺 198nm ε=2.6×104 反 214nm ε=3.4×104
（2）、构象的判别
AcO λmax=283nm εmax=56
紫外吸收光谱能测定化合物中含有微量的具有紫外 吸收的杂质。如果一个化合物在紫外可见光区没有明 显的吸收峰，而其的杂质在紫外区有较强的吸收峰， 就可检出化合物中所含有的杂质（乙醇/苯，苯 λmax=256nm）。如果一个化合物在紫外可见光区有 明显的吸收峰，可利用摩尔吸光系数（吸光度）来检 查其纯度。
AcO O
AcO Br O
Br O
λmax=279nm εmax=72 λmax=309nm εmax=182
以无取代基的酮为标准，可以看出，凡是平伏键 的均蓝移，直立键的均红移，因此从吸收带的红移或蓝 移的情况可以判断取代基是在平伏键还是直立键的上。
3、互变异构体的测定
某些有机化合物在溶液中存在互变异构现象， 常见的互变异构体有酮-烯醇式互变异构体、内酰胺内酰亚胺互变异构体等。在溶液中两种异构体处于 平衡状态，在互变过程中常伴随双键位置的变动， 因此会出现紫外吸收光谱波长的变化。
二纯度检查化合物的紫外吸收光谱基本上是分子中发色基团和助色基团的特性而不是整个分子的特性所以单独从紫外吸收光谱不能完全确定化合物的分子结构必须与irnmrms及其它方法配合才能得出可靠的结论
§5 紫外吸收光谱的应用
一、定性鉴定有机化合物 主要依据：吸收峰形状；吸收峰数目；各吸收峰波 长及摩尔吸光系数。
OH
CH3COCH2CO2CH2CH3
9.5 紫外吸收光谱的应用
ΔA = A λ2 -A λ1 = （εxλ2-εxλ1）bcx
13:03:22
其中，测量波长λ2和惨比波长λ1的选择与组合是关键。 以两组分x和y的双波长测定为例： 设：x为待测组分，y为干扰组分，二者的吸光度差分别为： △Ax和△Ay，则该体系的总吸光度差△Ax+y为： △Ax+y = △Ax + △Ay 如何选择波长λ1、 λ2有一定的要求。
13:03:22
例2 ．
某化合物可能有两种结构，乙醇中紫外光谱最大吸 收λmax＝ 281 nm(κmax 9700 L· mol-1· cm-1)确定其属何种结构。
HO O HO H3C (b) O CH3 (a) O
H3C
O
CH3
解：
结构(a) ：λ max= 五元环烯酮母体 +α-OH + β-R + β-OR = 202 + 35 + 12 + 30 = 279 nm 结构(b) ：λmax = 烯酯母体 + α-OH + 2×β-R + 环内双 键 = 193 + 35 + (2×12) + 5 = 257 nm
B带： 262 nm(κ302 L· mol-1· cm-1) ，274 nm(κ2040 L· mol-1· cm-1) ， 261 (4) pH的影响 加NaOH红移→酚类化合物，烯醇。
加HCl蓝移→苯胺类化合Байду номын сангаас。
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9.5.2 在有机化合物结构分析中的应用
一、谱图解析方法
三要素：谱峰位置、强度、形状。 谱峰形状：定性指标；谱峰强度：定量指标； 紫外可见光谱特征参数：λmax和κmax，K，B，R带。
紫外可见光谱法的应用范围
紫外可见光谱法（UV-Vis Spectroscopy）是一种非常常用的分析方法，它可以通过检测物质对紫外光和可见光的吸收来分析物质的性质和组成。
该方法具有操作简单、快速、准确、灵敏度高等优点，因此被广泛应用于化学、生物、环境等领域。
以下是紫外可见光谱法的一些应用范围：
1.分析有机化合物：紫外可见光谱法可以用于分析有机化合物的结构和组成，如检测有机物中的芳香族化合物、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类等。
2.分析无机化合物：紫外可见光谱法也可以用于分析无机化合物的结构和组成，如检测水中的溶解氧、铁、氨氮等。
3.分析生物分子：紫外可见光谱法可以用于分析生物分子的结构和组成，如检测蛋白质、核酸、多糖等生物分子的含量和结构。
4.分析材料：紫外可见光谱法可以用于分析材料的结构和组成，如检测聚合物材料的分子量、分子量分布、结构等。
5.分析环境污染物：紫外可见光谱法可以用于分析环境污染物的结构和组成，如检测水中的污染物、空气中的污染物等。
总之，紫外可见光谱法是一种非常常用的分析方法，它在各个领域都有广泛的应用。
紫外吸收光谱法分析应用
例如： H2O 配位场 < NH3 配位场
Cu 2+ — 水合离子
794 nm 浅蓝色
紫外-可见分子吸收光谱法 (UV-VIS spectrometry)
第一节
概述
一、分子吸收光谱分析的发展概况
•可见-紫外-红外 •目视比色-光电比色-分光光度 •光声光谱-长光程吸收光谱-传感器
二、分子吸收光谱的分类和特征
紫外-可见 红外 远红外
电子光谱 振动光谱 转动光谱
Ee =1 - 20 eV 0.05-1 0.005-0.05
如八面体场、四面体场、正方平面配位场等使能级分裂不
等。
d-d 电子跃迁
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。
配体配位场越强，d 轨道分裂能越大，吸收波长
2、无机化合物的吸收光谱
某些无机金属离子也会产生紫外-可见吸收。如含d电子的 过渡金属离子会产生配位体场吸收带。依据配位场理论， 无配位场存在时，
d xy d xz d yz
d z2
d x2y2
能量简并；当过渡金属离子处于配位体形成的负电场中时，
5个简并的d轨道会分裂成能量不同的轨道。不同配位体场，
电磁辐射与物质的相互作用
物质具有能量，是诱电体。物质与光的作用可看成是光 子对能量的授受，即 hn=E1-E0，该原理广泛应用于光谱 解析。 电磁辐射与物质的作用本质是物质吸收光能后发生跃迁。 跃迁是指物质吸收光能后自身能量的改变。 因这种改变是量子化的，故称为跃迁。 不同波长的光，能量不同，跃迁形式也不同，因此有不 同的光谱分析法。 谱图的三要素 一般进行光谱分析时，要同时注意谱图的位置（能量）、 强度（跃迁几率）、波宽这三个要素，才能得出正确的结 论。
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紫外吸收光谱的应用
第九章紫外吸收光谱分析ultraviolet spectro-photometry, UV
第三节紫外吸收光谱的应用applications of UV
一、定性、定量分析qualitative and quantitative analysis
1. 定性分析
εmax：化合物特性参数，可作为定性依据；
有机化合物紫外吸收光谱：反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性；
计算吸收峰波长，确定共扼体系等
甲苯与乙苯：谱图基本相同；
结构确定的辅助工具；
εmax ，λmax都相同，可能是一个化合物；
标准谱图库：46000种化合物紫外光谱的标准谱图
«The sadtler standard spectra ,Ultraviolet»2. 定量分析
依据：朗伯-比耳定律
吸光度：A= ε b c
透光度：-lg T = ε b c
灵敏度高：
εmax：104～105 L· mol-1 · cm -1；（比红外大）
测量误差与吸光度读数有关：
A=0.434，读数相对误差最小；
二、有机化合物结构辅助解析structure determination of organic compounds
1. 可获得的结构信息
（1）200-400nm 无吸收峰。
饱和化合物，单烯。
（2）270-350 nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n →π* 跃迁产生的R带。
（3）250-300 nm 有中等强度的吸收峰（ε=200-2000），芳环的特征吸收（具有精细解构的B带）。
（4）200-250 nm有强吸收峰（ε≥104），表明含有一个共轭体系（K）带。
共轭二烯：K带（~230 nm）；−β,α不饱和醛酮：K带~230 nm ，R带~310-330 nm
260nm,300 nm,330 nm有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系。
2.光谱解析注意事项
(1) 确认λmax，并算出㏒ε，初步估计属于何种吸收带；
(2) 观察主要吸收带的范围，判断属于何种共轭体系；
(3) 乙酰化位移
B 带： 262 nm(ε302) 274 nm(ε2040) 261 nm(ε300)
(4) pH 值的影响
加NaOH 红移→酚类化合物，烯醇。
加HCl 兰移→苯胺类化合物。
3. 分子不饱和度的计算
定义： 不饱和度是指分子结构中达到饱和所缺一价元素的“对”数。
如：乙烯变成饱和烷烃需要两个氢原子，不饱和度为1。
计算： 若分子中仅含一，二，三，四价元素(H ，O ，N ，C)，则可按下式进行不饱和度的计算：
= （2 + 2n 4 + n 3 – n 1 ）/ 2 n 4 ， n 3 ， n 1 分别为分子中四价，CH 3CH 3OH CH 3OCOCH 3
三价，一价元素数目。
作用：由分子的不饱和度可以推断分子中含有双键，三键，环，芳环的数目，验证谱图解析的正确性。
例：C9H8O2
Ω= （2 +2⨯9 –8 ）/ 2 = 6
4. 解析示例
有一化合物C10H16由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱λmax=231nm（ε9000），此化合物加氢只能吸收2克分子H2，，确定其结构。
解：①计算不饱和度Ω= 3；两个双键；共轭？加一分子氢
②λmax=231 nm，
③可能的结构
A B C D
④计算λ max
λmax =非稠环二烯（a,b）+2 ×烷基取代+环外双键
=217+2×5+5=232（231）
立体结构和互变结构的确定 顺式：λmax=280nm ； εmax=10500
反式：λmax=295.5 nm ；εmax=29000 共平面产生最大共轭效应， εmax 大
互变异构： 酮式：λmax=204 nm ；无共轭 烯醇式：λmax=243 nm
C C
H
C C H
H
H 3C C H 2
C C OEt
O O
H 3C H C OEt
OH O。