紫外可见吸收光谱法分析
(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱分析

为紫外光区光源。
• 其中:486.13nm (F线) 和 656.28nm ( C线)
可作为波长校正。
(二).单色器 紫外-可见分光光度计的单色器的作用是
将来自光源的连续光谱按波长顺序色散,并从
中分离出一定宽度的谱带。单色器由入射狭缝、
准直镜、色散元件、物镜和出射狭缝构成。
(1).色散光件
棱镜
棱镜的色散作用是棱镜材料对不同波长的光有
A logT
实际测量,往往测量物质的透光率,再转化为吸光强度。
半导体材料中光的吸收规律 紫外-可见光的吸收主要是电子从基态到激发态的跃迁 半导体材料中,电子从基态到激发态的跃迁是和它们 的能带结构相关的。 因此光的吸收规律必然和它们的能带结构相关 直接禁带 间接禁带 ZnO,GaAs,CdS Si,Ge
B(hv E g )
2 2
3
2
3. 间接跃迁 在间接带隙的半导体材料中,由于价带顶和导带底在 K空间的位置不同,加上光子的波矢比电子的波矢小 得多,为了满足动量守恒的原则,必须要借助其他过 程,如声子参与或杂质散射来实现电子在能级间的跃 迁,这种电子跃迁方式称为间接跃迁。通过计算,可 以得到吸收系数和光子能量的关系:
m I0 4 A log 4.343 10 Nb ai Ci I i 1
将常数项和光子的吸收界面 a i 合并为单一项,
m I 以 i 表示 称为摩尔吸光系数。则 A log 0 b i Ci I i 1 I0 一般对于单一组分,上式可以写成: A log bC I
( ) B
B(hv Eg )
1 2
2
和 hv 的图谱, 就得到线性吸收边
二. 紫外-可见吸收光谱的方法和设备 紫外-可见光分光光度计是在紫外和可见光范围内, 改变通过样品的入射光波长,并测得不同入射光波 长下样品的吸光度,从而获得样品信息的分析仪器。
第三章 紫外-可见吸收光谱分析

2.不饱和脂肪烃 .
在不饱和烃类分子中,除含有σ键外,还含有π 键,它们可以产生 σ→σ*和π→π* 两种跃迁。 如果存在共轭体系,则随共轭系统的延长, 吸收带将明显向长波方 向移动,吸收强度也随之增强 在共轭体系中, π→π*跃迁产生的吸收带又称为K(Konjugation) 带。其特点是:强度大,εmax›104;位置一般在217~280nm λmax和εmax的大小与共轭链的长短及取代基的位置有关 根据K带是否出现,可判断分子中共轭体系的存在的情况。在紫外光 根据 带是否出现,可判断分子中共轭体系的存在的情况 带是否出现 谱分析中有重要应用。
紫外- §3-3 紫外-可见分光光度法的应用 一、 定性分析 二、纯度检查 三、结构推测 四、定量分析 单组分样品的定量分析 多组分样品的定量分析
一、 定性分析
1、依据:吸收光谱的特征——形状、波长、峰数目、强度、 吸光系数。 、依据:吸收光谱的特征 形状、 形状 波长、峰数目、强度、 吸光系数。 2、方法:对比法 、方法: (1) 对比吸收光谱特征数据 (2) 对比吸光度或吸光系数的比值
3.芳香烃 .
苯有三个吸收带 E1带180∼184nm ε=47000 E 2带200∼204 nm ε=7000 苯环上三个共扼双键的 π → π*跃迁特征吸收带 B带 230-270 nm
ε=200
π → π*与苯环振动引起; 含取代基时, B带简化,红移 当苯环上有取代基时,苯的三个特征谱带都会发生显著的变化, 其中影响较大的是E2带和B谱带。
化合物 H2O CH3OH CH3CL CH3I CH3NH2
λmax(nm) 167 184 173 258 215
εmax 1480 150 200 365 600
紫外可见吸收光谱分析

(2) 介质不均匀性引起的偏离 朗伯-比尔定律在均匀、非散射时可成立,当介质不均匀,或有胶体、乳浊、悬浮体存
在时,入射光除了被吸收外,还有反射、折射损失,故所测A值比实际吸收要大许多,导 致偏离比尔定律。
引起工作曲线弯曲的原因还有一些,如:溶质的性质变化、操作不当等等。
§ 2.3 影响显色反应的若干因素 (一) 吸光光度法对显色反应的要求
2、分子吸收光谱
①电子光谱 在多原子分子中,分子轨道中有许多电子能级,平时各电子都尽先进入低能级,处于基态。当
有光波照射这些分子时,轨道中的电子会吸收光波中的某些波长的光,使这束光中缺少某些波长的 光。电子本身将从低能级跃迁到高能级上。
象这样的情况下,被吸收的光往往波长较短,在紫外和可见光范围。本章主要讨论这一部分内 容。
红色), 1﹕3(pH 8~11.5 黄色,最稳定)三种不同颜色的络合物生成。
3、温度的影响:一般在室温.有些需加热. 4、显色时间的影响
5、溶剂的影响:可提高显色反应的灵敏度. 6、共存离子的影响:
§ 2.4 光度测量误差和测量条件的选择
一、 仪器测量误差
在吸光光度分析中,除了各种化学条件所引起的误差外,仪器测量不准确也是误差的主要来源。 任何光度计都有一定的测量误差,这种误差可能来源于光电池不灵敏、光电流测量不准和光源不稳
§ 2 光度分析法的基本原理
一、光度分析法的特点 1、适用范围: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 %的痕量组份。目 前,随着仪器和方法的改进,有的已达10-9 %。一般情况下,相对误差为2~5 %,这在微量分析中已是十 分精确的了。 2、特点:灵敏、快速、准确、简便。
cF2e
药物分析中的紫外可见吸收光谱研究

药物分析中的紫外可见吸收光谱研究在药物领域,药物分析是一个重要的研究方向,它涉及到判断药物的纯度、成分以及稳定性等关键性问题。
在药物分析中,紫外可见吸收光谱是一种常用的分析方法,它能够通过对药物在紫外可见光的吸收情况进行研究,得到药物的吸收光谱图谱,并进一步进行定量分析和质量评估。
一、紫外可见光谱的基本原理紫外可见光谱是指药物在紫外光和可见光波段的吸收现象。
根据分子吸收光谱定律,当药物分子受到特定的波长的光照射时,分子中的电子跃迁至激发态,吸收光子的能量。
通过测量吸收的光强度和波长,我们可以得到药物吸收光谱的特征,进而推断药物的结构和成分等信息。
紫外可见光谱的可见光区域通常波长范围为400-800nm,而紫外区域则分为三个子区域:近紫外区(200-400nm)、远紫外区(180-200nm)和真紫外区(≤180nm)。
在药物分析中,主要关注的是可见光区域和近紫外区域的吸收现象。
二、药物分析中的紫外可见光谱应用1. 药物质量评估紫外可见光谱在药物质量评估中起着重要作用。
通过测量药物在特定波长下的吸收光强度,可以获得药物吸光度的数据。
与参比物相比较,根据药物的吸光度变化可以评估药物的纯度。
同时,可以利用吸光度的变化来监测药物的稳定性,判断药物是否发生了分解或氧化等不良变化。
2. 药物定量分析紫外可见光谱也可用于药物的定量分析。
通过建立药物的标准曲线,利用药物在特定波长下吸光度和浓度之间的线性关系,可以根据待测样品的吸光度值,推算出其浓度。
这种定量方法简便、快速,并且对药品的侵蚀小,适用于药物分析中的许多常见成分的测定。
3. 药物结构研究紫外可见光谱也可用于药物结构研究。
药物在不同波长下呈现吸收峰值的变化,可以通过观察药物在不同波长下的吸收光谱图谱,分析吸收峰的位置和强度,推断出药物的结构特征。
这对于药物研发和合成过程中的结构确认非常有帮助。
三、紫外可见光谱的实验方法和注意事项实验过程中,通常需要采用紫外可见光谱仪来进行药物样品的测量和分析。
紫外可见吸收光谱法分析

例: 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡: CrO42- +2H+ = Cr2O72- +H2O 溶液中CrO42-、 Cr2O72-的颜色不同,吸光性质也不 相同。故此时溶液pH 对测定有重要影响。
五、有机化合物的紫外吸收光谱
知识回顾: 有机分子化学键的类型 两种或以上的原子或同一种原子由化学键连接; 主要化学键类型:σ键、π键、n键 (1)化学键的形成
处吸光度A 的差异最大。此特性可作为物质定量分析的依据。
4.2 吸光度的加和性
多组分的体系中,如各组分之间不发生相互作用,此时体系 的总吸光度等于各组分吸光度之和,称之为吸光度的加和性。
A = A1 + A2 + … +An
各组分在同一波长处吸光度等于各自物质在此波长处的吸光度 之和,而此波长并不一定是各组分的最大吸收波长
Optical response: Absorbance, Emission, diffraction,
reflection, refraction, polarization,scattering.
1.电磁波的基本性质
电磁波是一种光量子流,具有波粒二象性: 波动性
c /
频率 波长
光速=2.9979×108m· s-1 =2.9979×1010cm· s-1
粒子性
E h hc /
普朗克常数 h =6.6262×10-34J· s
电磁辐射
紫外光区: λ=180~400nm
波长
可见光区:λ=400~800nm
红外光区: λ=800~1000nm
在红外区域,常用波数代替波长,波数与波长的相互 关系为:
1/
σ单位:cm-1,物理意义:1cm 的间距内有多少个光波
仪器分析-紫外可见光光谱分析

正己烷
258
n=4
1,3,5,7-辛四烯
环己烷
304
不共轭双键不发生红移。
C=O双键同C=C双键的共轭作用使n→*和→*跃迁的吸收峰都发生红移。
3)溶剂效应
01
02
03
04
05
极性溶剂使π-π*跃迁发生红移。
pH值
Note: 测UV-Vis应注明溶剂
pH增大,苯酚π-π*吸收带发生红移。
1
2
特点:灵敏度高,实际工作中常用。
1
常将M与某L(显色剂)生成具有电荷迁移的配合物,然后进行含量测定。
2
-* 跃迁 配体具有双键的金属络合物
3
2.3光的吸收定律
郎伯-比尔(Lambert-Beer )定律 入射光强度 吸光强度 反光强度 透光强度 + IS 散射光强度 均匀溶液,散射光小,可忽略
由于n—π共轭参与,使分子整体共轭效应增强。
取代基 苯环或烯烃(吸电子基)上的H被各种取代基取代,多发生红移。 空间异构
蓝移(紫移):使化合物的吸收波长向短波方向移动效应。 影响蓝移因素: 1)溶剂效应 极性溶剂使n-π*跃迁发生蓝移 2)pH值 pH值减小,苯胺的π-π*吸收带蓝移n—π共轭参与少,使分子整体π共轭效应减少。
分子转动-转动能级(rotation)
分子整体能级 E=Ee+Ev+Er
01
03
02
04
05
分子从基态能级跃迁到激发态能级
当有一频率v , 如果辐射能量hv恰好等于该分子较高能级与较低能级的能量差时,即有:
激发态
基态
ΔE电=1-20eV ΔE振=0.05-1eV ΔE转 在分子能级跃迁所产生的能量变化,电子跃迁能量变化最大,它对应电磁辐射能量主要在区紫外—可见区。
紫外~可见光谱分析

出射狭缝:使分析所需波长的单色光通过。
准光镜 光源
棱镜
成像物镜
入射狭缝
出射狭缝
光
电
管
棱镜单色器的结构原理示意
狭缝大小的影响
紫外-可见分光光度计
单色器中入射狭缝越窄,则光谱带上任 意一点的波长成分越纯,光谱的质量就越高; 出射狭缝越小,则产生单色光的带宽小、单色 性好、但能量小,影响仪器的信噪比。
第三章
第三章 紫外—可见吸收光谱分析(分子)
第一节 概述:
第二节 紫外-可见吸收光谱 与分子结构的关系
第三节 紫外-可见分光光度计的 基本组成与结
构
第四节 紫外-可见分光光度计的 性能
第五节 紫外-可见吸收光谱法的
第一节 概 述:
紫外~可见吸收光谱分析,简称UV-V IS。
利用分光光度计测量物质对紫外~可 见光的吸光度和通过物质的紫外~可见吸收光 谱来确定物质的组成、含量,推断物质结构的 分析方法,称紫外~可见吸收光谱分析,又称 为紫外~可见分光光度法。
(1)单色器的组成:
紫外-可见分光光度计
入射狭缝:只许光源分一束光进入。
准光镜:将光源产生的光转变为平行光束, 使其照射在色散元件上的入射角均相等。
色散元件:为棱镜或光栅,将复合光色散成 按一定波长顺序排列的单色光。
成像物镜:将色散原件产生的单色平行光, 在其焦平面的不同位置聚焦,成为出射狭缝对应波长 的单色光。
药物分析中的紫外可见吸收光谱法

药物分析中的紫外可见吸收光谱法紫外可见吸收光谱法在药物分析中的应用引言:药物分析是研究药物性质和质量的一项重要领域,其中紫外可见吸收光谱法被广泛应用于药物的定性和定量分析。
本文将就药物分析中紫外可见吸收光谱法的原理、仪器设备以及应用案例进行探讨。
一、原理紫外可见吸收光谱法是一种通过测量物质在紫外和可见光波段对电磁辐射的吸收来鉴定和定量分析物质的方法。
其基本原理是根据分子在特定波长的电磁辐射下,电子跃迁从基态到激发态,吸收特定波长的光能,并呈现出吸收峰。
二、仪器设备紫外可见吸收光谱法需要使用紫外可见分光光度计进行分析。
该仪器主要由光源、单色器、试样室、光电倍增管和计算机系统等组成。
光源提供紫外和可见光波段的光线,单色器用于选择特定波长的光线,试样室中放置待测样品,光电倍增管转化光信号为电信号,计算机系统用于数据处理和谱图显示等功能。
三、应用案例1. 药物质量控制紫外可见吸收光谱法可用于药物的定量分析和质量控制。
通过建立药物与特定波长光的吸收关系,可以快速准确地确定药物中特定成分的含量。
例如,对某种药物中有效成分含量进行测定,可以根据其在特定波长处的吸光度与含量之间的线性关系来计算出含量。
2. 药效研究紫外可见吸收光谱法还可用于药效研究中。
通过测量药物在不同波长下的吸光度,可以得到药物的吸收光谱。
根据吸收峰的强度和位置可以判断药物的溶解度、稳定性以及药物与其他物质的相互作用等信息,从而为药效研究提供依据。
3. 药物相互作用研究紫外可见吸收光谱法还可用于研究药物与其他物质之间的相互作用。
例如,通过测量药物与药剂、辅料以及体内代谢产物等物质之间的吸光度变化,可以分析药物在配方中的相互作用情况,为合理选用药剂和优化配方提供依据。
4. 药物稳定性研究药物在贮存和使用过程中会受到光线、温度、湿度等因素的影响,从而导致药物的质量变化。
紫外可见吸收光谱法可用于药物稳定性研究,通过测量药物在不同条件下的吸光度变化,可以评估药物的稳定性,从而为药物的储存和使用提供依据。
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(4)朗伯-比尔定律
1)基本内容
意义:
A = lg(I0/It) = lg(1/T) = —lgT = Kbc
当一束平行单色光通过均匀、非散射的溶液时,其
吸光度与溶液中吸光质点的浓度和吸收层厚度的乘积成
正比.
2)k 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g·L-1表示时,当 c 的 单 位 用 mol·L-1 表 示 时 ,
二、紫外-可见吸收光谱分析法概述 (Ultraviolet Spectrophotometry, UV)
定义:利用物质的分子化学键的价电子跃迁对吸收紫外-可见 光区(波长范围200nm~800nm)的电磁辐射的吸收进行分析测 定的一种方法。
由于紫外-可见光谱法主要研究的是分子吸收,故又称做 分子光谱法。物质分子吸收紫外光后,产生的是分子中价电 子的跃迁,所以紫外光谱也有“电子光谱”之称。
E h hc /
普朗克常数 h =6.6262×10-34J·s
电磁辐射
波长
紫外光区: λ=180~400nm 可见光区:λ=400~800nm
红外光区: λ=800~1000nm
在红外区域,常用波数代替波长,波数与波长的相互
关系为:
1/
σ单位:cm-1,物理意义:1cm 的间距内有多少个光波
二、紫外-可见吸收光谱分析法概述 (Ultraviolet Spectrophotometry, UV)
UV基本原理:物质吸收紫外光后,引起物质内部分子中电子 运动状态的变化,使透过光的强度降低,产生紫外吸收光谱。 UV的应用:主要用于物质的定性和定量分析,同时还用于有 机化合物的鉴定和结构分析。
☆原子发射光谱分析 ★原子吸收光谱分析 ☆紫外可见光谱分析(分子吸收) ★红外光谱分析(分子吸收)
Energy source
Sample
Optical response
Detector
Energy source: magnetic radiation ICP, Chemical energy
Sample: Molecular sample, atomic sample
Optical response: Absorbance, Emission, diffraction,
reflection, refraction, polarization,scattering.
1.电磁波的基本性质
电磁波是一种光量子流,具有波粒二象性:
波动性
c/
频率
粒子性
波长
光速=2.9979×108m·s-1 =2.9979×1010cm·s-1
第二章 紫外-可见吸收光谱分析法
一、光学分析法概述 二、紫外-可见吸收光谱分析法概述 三、分子吸收光谱 四、光吸收基本定律 五、有机化合物的紫外吸收光谱 六、紫外-可见分光光度计 七、影响电子光谱的因素 八、UV法的应用
一、光学分析法概述
定义:基于物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的方法 称为光学分析法。
三、分子吸收光谱
分子和原子一样,有它的特征能级。 分子的内部运动方式有三种:价电 子相对于原子核的运动、分子内原 子在平衡位置附近的振动和分子本 身绕其重心的转动。
分子内能=电子能+振动能+转动能
分子的能级差: E E2 E1 hv光 hc /
分子的紫外吸收光谱产生机理
紫外-可见光谱属于 电子跃迁光谱。
电子能级间跃迁的 同时总伴随有振动和转 动能级间的跃迁。即电 子光谱中总包含有振动 能级和转动能级间跃迁 产生的若干谱线而呈现 宽谱带。
物质不同,跃迁的类型不同,跃迁的几率不同,吸收 强度也不相同,从而产生了特征吸收光谱曲线。
四、光吸收基本定律
4.1 吸收曲线
(1)单色光和复合光
单色光:光量子能量一定、波长一定。
二、紫外-可见吸收光谱分析法概述 (Ultraviolet Spectrophotometry, UV)
紫外-可见吸收光谱的特点 ( 1 ) 灵 敏 度 高 : 测 定 下 限 可 达 10-5 ~ 10-6 mol·L-1,104%~10-5 %; (2)准确度:能够满足微量组分的测定要求:相对误差 2%~5%; (3)选择性:可在多组分中选一种或多种同时测定; (4)设备简单、操作简便、应用广泛。
光学分析法的分类
非光谱方法
光谱方法: 测量发射或吸收光谱
的波长和强度
定性、定量ຫໍສະໝຸດ 折光、旋光、衍射、比浊法原子光谱
原子发射光谱 原子吸收光谱
物质内部特定的能级跃迁
分子光谱
光谱的强度: 定量分析
特征光谱的波长: 定性、结构分析
红外吸收光谱 紫外吸收光谱
二、紫外-可见吸收光谱分析法概述 (Ultraviolet Spectrophotometry, UV)
用a 表示:
用 表示:
a—质量吸光系数
-摩尔吸光系数
A=abc
A= b c
(a 的单位: L·g-1·cm-1)
( 的单位: L·mol-1·cm-1)
摩尔吸光系数ε的意义
①吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数; ②不随浓度c和光程长度b的改变而改变。在温度和波长等条件一定 时,ε仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关; ③可作为定性鉴定的参数; ④同一吸收物质在不同波长下的ε值是不同的。在最大吸收波长 λmax处的摩尔吸光系数,常以εmax表示。εmax表明了该吸收物质最 大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大 灵敏度。
紫外-可见吸收光谱法的诞生及发展
公元初60年左右—古希腊人普利尼首次采用比色法; 1729年—玻格,介质厚度与光吸收的关系; 1760年—朗伯定律,光吸收的程度与液层厚度成正比; 1852年—开始采用目视比色法进行比色分析;同时比尔定律提出 -物质对光吸收与液层厚度及液体浓度呈正比; 19世纪末--正式形成朗格-比尔定律。
复色光:由各种波长的可见光按照一定的比例混合而成 的光。
(2)透光率
I0
It
入射光
透过光
T = It 100% I0
(3)吸光度
朗伯定律: A=lg(I0/It)=k1b
当入射光的 ,吸光物质的c一定时,溶液的吸光度A与液层
厚度b成正比.
比尔定律 A=lg(I0/It)=k2c
当入射光的 ,液层厚度b 一定时,溶液的吸光度A与吸 光物质的c成正比.
光谱区域 射线 X射线
电磁波谱区及常用光学分析方法
波长 5pm~140pm 10-3 nm~10nm
光学分析方法 γ射线光谱法 X射线光谱法
光学区
微波 无线电波
10nm~1000μm
1mm~1m 1m以上
原子发射、原子吸收、 原子荧光、紫外可见吸收 红外吸收、分子荧光光谱法
微波光谱法 核磁共振波谱法