第十三章紫外-可见分光光度法(76)

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光电倍增管：9个倍增极。测强光时光电流与光强不成 线性关系，易疲劳。
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阵列型光电检测器：晶体硅上紧密排列一系列的二极 管，每一个二极管相当于一个单色器的出口狭缝，一般1024 个二极管组成阵列，190nm～820nm全波光谱。
5. 显示系统（display system) 二、紫外-可见分光光度计的类型
的基团称生色团（发色团），具有不饱和键和非键n电子的基 团，产生n→ π* 跃迁和π→ π* 跃迁，跃迁E 较低。
例： C＝C；C＝O；C＝N；-N＝N-
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本身无紫外吸收，但可以使生色团吸收峰加强同时使吸 收峰长移的基团称助色团。
例：-OH，-OR，-NH-，-NR2，-X 含有非键n电子的杂原子饱和基团。 3.共轭烯烃： 红移、吸收增强、摩尔系数增大。 4.α，β不饱和醛、酮： 吸收峰在紫外区 5.芳香化合物： 吸收峰红移
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非单色光： 入射光以λ0为中心Δλ为带宽。吸光度值 一般小于真实吸光度值。
杂散光：与所需波长相隔较远而不在谱带宽度范围的 光，由仪器元件瑕疵或受尘埃污染及霉蚀所引起。若待测液 吸收杂散光，产生正偏离，反之负偏离。
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2. 与试样溶液有关的因素： 溶液的浓度：高浓度时，物质质点平均距离缩小，电荷 分布互相影响，从而改变对光的吸收能力。 体系不均匀： 胶体、乳浊、悬浮、沉淀。 化学因素：离解、缔合、互变异构、配位等。
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第五节 分光光度计
（ultraviolet-visible spectrophotometer)
仪器测定流程：
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一、主要部件 1. 光源（light source)：要求强度大、稳定性好且不随波
长变化而变化。为使整个波段强度一致，通常有光强度补偿。 白炽光源：钨灯或卤钨灯（可见光源） 360nm~1000nm， 350nm~2500nm 连续光谱；气体放电光源：氢灯或氘灯（紫外 光源） 150nm~400nm，石英材料。
吸收峰，而环己烷无吸收。 杂质限量的测定： 例：肾上腺素中微量杂质-肾上腺酮含量计算2mg/mL
-0.05mol/L的HCL溶液，λ 310nm下测定，规定A310≤0.05， 即符合要求的杂质限量≤0.06%。
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C
A
E1% 1cm
l
0.05 435 1
1.1104 g / 100ml
1.1103 mg / ml
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第二节 电磁辐射及其与物质 的相互作用
一、电磁辐射与电磁波谱 光是一种电磁辐射（electromagnetic radiation)，是以巨大
的速度通过空间传播的光量子流，基本单位是光子，具微观 粒子的波动性和粒子性。
c
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电磁波谱（electromagnetic spectrum)：电磁辐射按波长顺 序排列，范围：0.005nm～1000m。
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3. π→ π*跃迁：不饱和基团（-C＝C-，-C ＝ O ） ，E 较小，λ在200nm附近，体系共轭，E更小，λ更大。
4. n→ π*跃迁：含杂原子不饱和基团（-C ≡N ，C＝ O ）E最小，λ 200nm~400nm（近紫外区）。
溶液极性增加时， π→ π* 红移，n→ π*紫移。 （二）无机化合物中主要电子跃迁及吸收带类型
第十三章 紫外-可见分光光度法
(ultraviolet-visible spectrophotometry)
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第一节 概 述
一种建立在电磁辐射与物质相互作用基础上，测定物质 性质、结构及含量的分析方法。不同分类方法可分为：
1.光谱法与非光谱法（spectrscopy) 光谱法：受辐射或其 他能量时，物质内部发生跃迁，有吸收光谱、发射光谱及散 射光谱。 非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，根据光的 反射、折射、干涉、衍射、和偏振等基本性质建立起来的分 析方法，有折射法、旋光法、浊度法，X-衍射法等。
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三、紫外-可见吸收光谱的主要类型 （一）有机化合物的电子跃迁和吸收带类型
按能量大小：σ→ σ* > n → σ* > π→ π* > n→ π* 1.σ→ σ*跃迁： 饱和烃（甲烷，乙烷），E很高，λ<150nm（远紫外 区）。 2. n → σ*跃迁：含杂原子饱和基团（-OH，-NH2）， E 较大，λ<200nm（真空紫外区）。
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第三节 分子吸收光谱
一、分子吸收光谱的产生 分子内部三种运动状态：电子能级、振动能级、转动能
级。物质的分子只能吸收能量等于两个能级差ΔE的光子。 转动能级：250μm～25μm 远红外 振动能级：25μm～1.25μm 红外 电子能级：1.25μm～0.06μm 紫外-可见
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电子跃迁的同时伴随着振动能级和转动能级的跃迁，所 以电子光谱实际上是电子-振动-转动光谱，是一种带状光 谱。物质分子内部的结构不同，且发生跃迁时吸收光能有量 子化特征，故物质对光的吸收具有选择性。
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二、分子吸收光谱及其特征 吸收光谱(absorption spectrum)：测定不同波长单色光的
吸光度，以波长为横标，吸光度为纵标绘出的坐标图。 特征：吸收曲线（absorption curve)、最大吸收波长
（maximum absorption wavelength)、肩峰（shoulder peak) 末 端吸收（end absorption)。
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吸收光谱：分子或原子吸收能量后由低能级跃迁至较 高能级产生的吸收光谱。
发射光谱：分子或原子吸收能量后由基态或低能态跃迁 至高能态，返回基态或低能态产生的光谱。
紫外-可见分光光度法使用的波长范围： 200nm～ 400nm，400nm～760nm。
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第四节 光的吸收定律
一、光的吸收定律
空白调零可消去反射光Ir。T为透光率。
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A：吸光度，K：吸光系数(absorbtivity, a: L/(g·cm)； ε： L/mol·cm））单位浓度和单位厚度下的吸光度，与物质 的性质、入射光的波长及溶剂有关。
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朗伯-比尔定律：
Lamber定律：A l Beer定律：A C 二、影响光吸收定律因素 1.与仪器相关的因素：
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第七节 定性定量分析方法
一、定性分析 图谱对照：吸收峰数、形状、摩尔吸光系数 对比吸收光谱的一致性：同一测定条件下，与标准对照
物谱图或标准谱图进行对照比较。
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对比吸收光谱的特征值 max ， max sh ，min
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二、纯度检测 如：检测乙醇或环己烷中含有杂质苯，苯在256nm处有
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3. 双波长分光光度计 可以选用双波长，也可选用单波 长双光束。双波长可以对吸收光谱相互重叠的混合物分别定 量，也可测定背景吸收较大的样品。
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第六节 分光光度法反应条件 和测量条件选择
一、显色反应及其条件 （一）显色反应的要求
1. 显色反应：配位、耦合、氧化还原 2. 要求：
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定量转成有色化合物，确定化学计量。 组成恒定，稳定，有一定的化学式，摩尔系数大，>104。 化合物与显色剂的颜色有明显差别。 选择性好，干扰少。 （二）反应条件选择 1. 显色剂用量：
再发射：若入射能量与分子与原子的能量差不相等，则 能量仅被介质分子或原子保留10-14～10-15s，然后再发射。
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反射：光从A介质照到B介质界面时，一部份光在界面 上改变方向返回到介质A。
折射：上述过程中，一部分光改变了方向，以一定的折 射角进入了介质B。
散射：光子与介质分子之间发生弹性碰撞，没有能量交 换，光的频率不变，但光子的运动方向发生了改变。
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二、电磁辐射与物质的相互作用 涉及物质内能的变化：
吸收：辐射通过透明介质时，电磁辐射的交变电场导致 分子或原子的外层电子相对核振荡，使其周期性极化，若入 射能量恰与基态和激发态的能量差相等，则物质分子或原子 选择性吸收辐射能，从基态跃迁至激发态。
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发射：上述过程中，分子或原子吸收辐射能后以光子的 形式释放能量的过程称为发射。 不涉及能量内部的变化：
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显色条件：使干扰离子不与显色剂作用，如磺基水杨酸 测铁时，pH 2.5 Cu2+不与显色剂显色。
分离干扰离子：沉淀、萃取。 二、测定条件的选择 （一）测量波长 max
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（二）吸光度的读数范围
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最低点： T%=36.8 A=0.434 实际分析时，应使 A=0.2～0.8
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(三）空白溶液（blank solution) 溶剂空白：溶剂 试剂空白： 显色剂+其他试剂 试样空白： 试样+溶剂 平行空白： 以蒸馏水代试样
肾上腺酮% 1.1103 100 0.06% 2
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三、定量分析 1. 标准曲线法 2. 直接比较法
3. 双波长分光光度法：可扣除背景，当干扰组分光谱与 待测组分光谱图重叠时，可以分别测定。
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扣除背景：
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消除干扰组分：
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4.导数光谱（derivative spectroscopy) 可解决干扰物 质吸收光谱互相重叠，消除胶体，悬浮物散射、背景吸收 等。吸收光谱极大点处，奇数阶导数为零，偶数阶导数为极 值，拐点处，奇数阶导数为极值，偶数阶导数为零。随导数 阶增加，峰数增加，峰形变窄，分辨率提高，利于重叠谱带 及肩峰的分离和鉴别。
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定量依据：
A bc
一定条件下d n 为常数。 dn
故： d n A KC