仪器分析(紫外分光光度仪).
有机物紫外测定推荐方法(仪器分析实验方法)
紫外分光光度法测定有机物实验方法（修订稿）紫外分光光度法测定未知物1.仪器1.1紫外分光光度计(T6)；配石英比色皿(1cm)：4个；1.2容量瓶(100mL、50mL)：各10只；1.3吸量管(1mL、2mL、5mL、10mL)：各1支；1.4移液管(20mL、25mL、50mL)：各1支。
2.试剂2.1标准溶液(1mg/mL)：从维生素C、水杨酸、糖精钠、苯甲酸四种物质中任取其中两种，分别配成1mg/mL的标准溶液，作为储备液。
2.2未知液：浓度约为40～60ug/mL。
其必为给出的两种标准物质中的一种。
3.实验操作3.1 吸收池配套性检查石英吸收池在220nm装蒸馏水，以一个吸收池为参比，调节τ为100%，测定其余吸收池的透射比，其偏差应小于0.5%，可配成一套使用，记录其余比色皿的吸光度值作为校正值。
说明：参赛选手可以自由选择使用比色皿的个数（大赛提供4个）。
3.2 未知物的定性分析将两种标准储备液和未知液均配成浓度约为10ug/mL的待测溶液(配制方法由选手自定)。
以蒸馏水为参比，于波长200～350nm范围内测定三种溶液吸光度，并作吸收曲线。
根据吸收曲线的形状确定未知物，并从曲线上确定最大吸收波长作为定量测定时的测量波长。
四种标准物质溶液的吸收曲线参见附图。
3.3 未知物的定量分析根据未知液吸收曲线上最大吸收波长处的吸光度，确定未知液的稀释倍数，并配制待测溶液。
合理配制标准系列溶液(推荐：标准储备液先稀释10倍（100ug/mL），然后再配制成所需浓度），于最大吸收波长处分别测出其吸光度。
然后以浓度为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。
根据待测溶液的吸光度，从标准曲线上查出未知样品的浓度。
未知样要平行测定两次。
推荐方法3.3.1维生素C含量的测定：准确吸取1mg/mL的维生素C标准储备液10mL，在100mL 容量瓶中定容（此溶液的浓度为100ug/mL）。
再分别准确移取0、1、2、4、6、8、10mL 上述溶液，在50mL容量瓶中定容（浓度分别为0、2、4、8、12、16、20ug/mL）。
紫外分光光度计的工作原理
紫外分光光度计的工作原理
紫外分光光度计是根据溶液中溶质对紫外光的吸收程度来测定溶液中溶质浓度的仪器。
其工作原理主要包括光源、样品室、色散元件和检测器等部分。
1. 光源：紫外分光光度计一般使用氙灯或镁灯作为光源，发出的紫外光包含一定范围的波长。
2. 样品室：样品室是装有待测溶液的容器，紫外光通过样品室时会与溶质分子发生作用。
3. 色散元件：色散元件（如棱镜、光栅等）主要用于将光线分散成不同波长的组分，形成光谱图。
4. 检测器：检测器可以测量不同波长下的光强度，一般使用光电二极管或光电倍增管作为检测元件。
工作过程如下：
a. 光源发出的光经过光源输出端口射入样品室；
b. 样品室中的溶液会吸收部分光能，形成吸收光谱；
c. 吸收光谱经过色散元件后，被分散成不同波长的光组分；
d. 不同波长的光组分经过检测器测量光强度，得到吸光度；
e. 根据光强度的变化，可以通过比较溶液吸光度与标准曲线的关系，推断出溶质的浓度。
总结：紫外分光光度计利用溶质对紫外光的吸收特性，通过测量光强度的变化来获得溶质浓度的信息。
仪器分析2(紫外可见光分光光度)
白光除了可由所有波长的可见光复 合得到外，还可由适当的两种颜色的 光按一定比例复合得到。能复合成白 光的两种颜色的光叫互补色光。
/nm 400-450 450-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-610 610-650 650-760
颜色 紫 蓝
绿蓝 蓝绿
改变溶剂的极性，会引起吸收带形状
的变化。改变溶剂的极性，还会使吸收带
的最大吸收波长发生变化。下表为溶剂
对一种丙酮紫外吸收光谱的影响。
正己烷 CHCl3 CH3OH H2O
* 230
238
237 243
n * 329
315
309 305
由于溶剂对电子光谱图影响很大， 因此，在吸收光谱图上或数据表中必 须注明所用的溶剂。与已知化合物紫 外光谱作对照时也应注明所用的溶剂 是否相同。在进行紫外光谱法分析时， 必须正确选择溶剂。
电子的跃迁吸收光的波长主要在
真空紫外到可见光区，对应形成的光 谱，称为电子光谱或紫外-可见吸收光 谱。
三．有机化合物的紫外—可见吸收 光谱
（一）、跃迁类型 主要有σ→σ*、n→σ*、n→π* 、 π→π*
n
E*
* n*
* n *
a.σ→σ* 跃迁主要发生在真空紫外区。 b. π→π* 跃迁吸收的波长较长，孤立
ε（480nm）=A/ cb
= -lg0.398/0.150×10-3 ×2.00 =1.33 ×103 ( L ·mol-1 ·cm-1)
由ε=aM , 得: a= ε/M
= ε /251=5.30(L ·g-1 ·cm-1)
三．实际溶液对吸收定律的偏离及原因： （一）偏离：被测物质浓度与吸光
紫外仪器分析实验报告
一、实验目的1. 熟悉紫外分光光度计的仪器结构和工作原理。
2. 掌握紫外-可见吸收光谱法的基本原理和应用。
3. 通过实验掌握紫外-可见分光光度计的操作方法。
4. 学习利用紫外-可见吸收光谱法进行定量分析。
二、实验原理紫外-可见分光光度法是一种基于物质分子对紫外-可见光的选择性吸收而建立的分析方法。
该方法广泛应用于有机化合物的定性、定量分析以及物质的纯度检验。
紫外-可见光波长范围一般为200-800nm，其中200-400nm为紫外区，400-800nm为可见光区。
当物质分子吸收紫外-可见光时，分子中的电子从基态跃迁到激发态。
不同物质的分子结构不同，吸收光的波长和强度也不同。
因此，通过测定物质的吸收光谱，可以实现对物质的定性和定量分析。
朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law）是紫外-可见分光光度法的基础。
该定律表明，在一定波长下，溶液的吸光度（A）与溶液的浓度（c）和光程（l）成正比，即A= εcl，其中ε为摩尔吸光系数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外-可见分光光度计、移液管、容量瓶、比色皿、洗耳球等。
2. 试剂：待测样品、标准溶液、溶剂等。
四、实验步骤1. 标准溶液的配制：根据待测样品的浓度，配制一系列标准溶液。
2. 吸收光谱的绘制：将标准溶液和待测样品分别置于比色皿中，在紫外-可见分光光度计上测定其在不同波长下的吸光度值。
3. 标准曲线的制作：以吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
4. 待测样品的定量分析：将待测样品的吸光度值代入标准曲线，计算其浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线的制作：以吸光度值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
根据实验数据，标准曲线的线性关系良好，相关系数R²大于0.99。
2. 待测样品的定量分析：将待测样品的吸光度值代入标准曲线，计算其浓度。
实验结果表明，待测样品的浓度为X mg/L。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了紫外-可见分光光度计的基本原理和操作方法。
紫外可见分光光度计等光谱分析仪器的主要性能指标
紫外可见分光光度计等光谱分析仪器的主要性能指标（l)精密度紫外可见分光光度计等仪器的精密度是仪器对同一样品平行测定多次所测得的数据问相互一致性的程度。
它是表征仪器测定随机误差大小的一个量。
按照国际纯粹与应用化学联合会(简称IUPAC)的有关规定，精密度通常用相对标准偏差(即RSD)来量度。
即使同一仪器，对不同检测项目、浓度水平等，精密度不同。
(2)灵敏度仪器的灵敏度是指仪器区别具有微小差异浓度分析物能力的度量。
IUPAC 的规定，灵敏度的定量定义是校正灵敏度，它是指在测定浓度范围中校正曲线的斜率。
在分析化学中使用的许多校正曲线都是线性的，一般是通过测量一系列标准溶液来求得。
光谱仪器分析中，有该仪器习惯使用的灵敏度的概念，如在原子吸收光谱法中，常用“特征浓度”即所谓1%净吸收灵敏度来表示。
在原子发射光谱法中也常采用相对灵敏度来表示不同元素的分析灵敏度，它是指能检出某元素在试样中的最小浓度。
(3)检出限在误差分布遵从正态分布的条件下，由统计的观点出发，可以对检出限作如下的定义：检出限是指能以适当的置信概率被检出的组分的最小量或最小浓度。
它是由最小检測信号值导出的。
检出限与灵敏度是密切相关的两个量，灵敏度越高，检出限值越低。
但两者的义是不同的。
灵敏度指的是分析信号随组分含量变化的大小，因此，它同检测器放大倍数有直接的依赖关系，而检出限是指分析方法可能检出的最低量或最低浓，是与测定噪声直接相联系的，而且具有明确的统计意义。
从检出限的定义可以知道，提高测定精密度、降低噪声，可以改善检出限。
(4)校正曲线的线性范围线性范围是指从定量测定的最低浓度扩展到校正曲保持线性浓度的范围。
不同仪器线性范围差异较大，如在原子吸收光谱法一般仅1-2两个数量级，而电感耦合等离子体原子发射光谱法可达5-6个数量级。
(5)分辨率分辨率是指光谱分析仪器对两相邻谱线分辨的能力。
仪器分辨率越高，表明该仪器能很好地将两相邻谱线分离而没有重叠。
紫外可见分光光度法(仪器分析课件)
拿：只能捏两侧的毛玻璃面，不可接触光学面；洗：依次用自来水、溶剂、待装液各润洗3次；装：吸收池高度的2/3～3/4；4.擦：先用滤纸吸干外壁，然后用擦镜纸或丝绸擦干；5.查：内部溶液无气泡，光学面外壁无垃圾；6.放：光学面对光路，垂直放入吸收池架，用吸收池夹固定。
z
项目二 紫外（UV）-可见（VIS）分光光度法
项目二 紫外（UV）-（VIS）分光光度法
VIS & UV
教学目标
目录
Contents
3
吸收曲线
(Absorption Spectra)
用不同波长的单色光照射，测吸光度— 吸收曲线
紫外可见吸收光谱：分子价电子能级跃迁。电子跃迁的同时，伴随着振动能级、转动能级的跃迁。带状光谱。
0.1nm～
10nm~
780nm~0.1cm
0.1mm～1m
1m～1000m
10nm~200nm
200~400nm
远紫外
近紫外
（真空紫外）
单色光,复合光
单色光
复合光
单一波长的光
由不同波长的光（不同能量的光子）组合而成的光
人们肉眼所见的白光（如阳光等）和各种有色光实际上都是包含一定波长范围的复合光。白炽灯灯光？
z
项目二 紫外（UV）-可见（VIS）分光光度法
项目二 紫外（UV）-（VIS）分光光度法
VIS & UV
教学目标
目录
Contents
分光光度法起源
仪器分析紫外分光光度计习题答案
第4章 紫外可见分光光度法-习题解答思考题1．什么是选择性吸收？它与物质的分子结构有什么关系？【答】当对某一物质从长波到短波进行扫描时，光波能量νh E =符合某一价电子的量子化能级差基态激发态E E E -=∆时，该频率ν（或波长λ）的光则被吸收，而其它波长的光不被吸收的现象，称为光的选择性吸收。
被选择性吸收的某一波长光的大小反映了某一跃迁所需的量子化能级差的大小，与跃迁类型有关，即与组成分子的元素和化学键类型有关，所以选择性吸收的波长是物质分子结构的反映。
2．紫外吸收光谱有什么特征？紫外光谱说明什么？ 【答】（1）紫外吸收光谱是由于分子的价电子能级跃迁引起的，是带状光谱。
（2）由于分子的价电子能级跃迁只有*→σσ、*→σn 、*→ππ、*→πn 四种基本跃迁类型，加上电荷迁移跃迁和配位场跃迁两种变化形式，所以分子的紫外吸收光谱一般吸收峰的数量比较少，而且各种能级跃迁的能量差别不是很大，各吸收带之间常常有重叠而不易区分的现象，特征性不是很强。
（3）紫外光谱的三大要素为吸收峰的位置（横坐标）、强度（纵坐标）和光谱形状。
吸收峰在横坐标的位置和形状为化合物定性的指标，而峰的强度为化合物定量的指标；基本参数是最大吸收峰的峰的位置max λ和相应吸收带的强度max ε。
（4）通过吸收峰位置可判断产生吸收带化合物的类型和骨架结构；吸收峰的强度有助于K 带、B 带和R 带灯吸收带类型的识别；峰的形状也有助于化合物类型的判断。
总之，化合物的紫外光谱是化合物元素组成、化学键、共轭与骨架情况的部分结构信息的反映。
3．为什么说Beer 定律只适用于单色光？【答】从吸收光谱的三大要素可知，吸收峰的强度是化合物定量的依据。
在一个吸收峰的不同波长处相对应的吸收强度是不相同，即它们的吸光系数不相同，在最大波长max λ处的吸光系数max ε最大，两侧均逐渐变小，所以可以认为吸光系数是波长的函数：)(λεf =，但在某一波长处——也就是单色光的条件下，吸光度系数是某一确定的常数值，这时才有化合物的吸光度与浓度成正比的关系式kc cl A ==ε成立。
【仪器分析】紫外-可见分光光度法
用紫外-可见分光光度计测定物质对紫外-可
见光的吸收程度并进行定性、定量分析。
一、光的基本性质
波动性
1、光的波粒二象性
粒子性
光的波动性
光以波的形式传播，可用波长、频率来表示。 波长 ：两个相邻波峰或波谷间的距离（nm） 频率 ：单位时间里通过一固定点处波的数目（S-1） = c/ c = 3×1010 cm/s
六、紫外-可见分光光度法的应用
一、定性分析
定性分析的方法
无机物、有机物吸收光谱的特点
定性分析的方法
纯物质对照
与标准谱图对照
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标准吸收光谱谱图
Sadtler. Sdandard Spectra (Ultraviolet).
Heyden, London, 1978. 共收集了46000种化合物的紫外吸收光谱 Aromatic Compounds, Wiley, New York, 1951. 共收集了 579种芳香化合物的紫外吸收光谱
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光的粒子性 光由光子组成，具有能量。
△E = h = hc/
h为普朗克常数 6.63×10-34J.s根据Fra bibliotek=hc/ 可知
E越大，越小。
E越小，越大。
波谱分区 能量 大
小
紫、蓝、青、绿、黄、橙、红 书上P5
可见光波长范围400-760nm
光谱分区
能 波 量 长 大 200nm 400nm 小 760nm 2.5um 25um 中红外
1、朗伯—比耳定律 吸光度A：表征物质对光吸收程度的量。
A = lgI0/It = -lgT = kbc
T--透过率
A--吸光度
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A＝abc
若b以 cm为单位，c以 mol· L-1为单位时，则将k 称为摩尔吸光系数，以符号ε表示，其单位为 L· mol-1cm-1。 ε的物理意义表达了当吸光物质的 浓度为1mol· L-1，液层厚度为1cm时溶液的吸光度。 在这种条件下上式可改写为:
A=ε bc
摩尔吸光系数是有色化合物的重要特 性。 ε 愈大，表示该物质对某波长的 光吸收能力愈强，因而光度测定的灵敏 度就越高。 ε的值，不能直接取1mol/L 这样高浓度的有色溶液来测量，而只能 通过计算求得。由于溶液中吸光物质的 浓度常因离解、聚合等因素而改变。因 此，计算ε 时，必须知道溶液中吸光物 质的真正浓度。但通常在实际工作中， 多以被测物质的总浓度计算，这样计算 出的ε 值称为表观摩尔吸光系数。文献 中所报道的ε 值就是表观摩尔吸光系数 值。
4.4 光度分析的方法和仪器
4.4.1 光度分析的方法 1.目视比色法 用眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量 的方法称为目视比色法。将一系列不同量的标准溶 液依次加入各比色管中，再分别加入等量的显色剂 和其他试剂，并控制其他实验条件相同，最后稀释 至同样体积，配成一套颜色逐渐加深的标准色阶。 将一定量的被测溶液置于另一比色管中，在同样条 件下进行显色，并稀释至同样体积，从管口垂直向 下（有时由侧面）观察颜色。如果被测溶液与标准 系列中某溶液的颜色相同，则被测溶液的浓度就等 于该标准溶液的浓度。如果被测试液浓度介于相邻 两种标准溶液之间，则试液的浓度就介于这两个标 准溶液浓度之间。
2. 应用广泛
几乎所有的无机离子和许多有机化合 物可以用分光光度法进行测定。如土壤 中的氮、磷以及植物灰、动物体液中各 种微量元素的测定。
3. 操作简便、迅速、仪器设备不 太复杂
若采用灵敏度高、选择性好的有机 显色剂，并加入适当的掩蔽剂，一般 不经过分离即可直接进行分光光度法 测定、其方法的相对误差通常为5～10 ％，其准确度虽不及重量分析法和容 量法，但对于微量组分的测定，结果 还是满意的。
T2= 32.7% , 即减弱67.3%
2.比耳定律
当一束单色光通过液层厚度一定的溶液时， 溶液的浓度愈大，光线强度减弱愈显著。若有色 溶液的浓度增加dc，入射光通过溶液后，强度的 减弱-dI与人射光强度I及dc成正比， 即 -dI=k3Idc，或 -dI/I=k3dc，积分，可得到:
I0 A lg k4c It
4.2.3 溶液颜色与光吸收的关系
光波是一种电磁波。电磁波包括无线电波、 微波、红外光、可见光、紫外光、x射线等。如果 按照其频率或波长的大小排列，可见光只是电磁 波中一个很小的波段。见表12－1
有色物质的不同颜色是由于吸收了不 同波长的光所致。溶液能选择性地吸收某 些波长的光，而让其他波长的光透过，这 时溶液呈现出透过光的颜色。透过光的颜 色是溶液吸收光的互补色。有色溶液对各 种波长的光的吸收情况，常用光吸收曲线 来描述。将不同波长的单色光依次通过一 定的有色溶液，分别测出对各种波长的光 的吸收程度（用字母A表示）。以波长为 横坐标，吸光程度为纵坐标作图，所得的 曲线称为吸收曲线或吸收光谱曲线。
4.2 吸光光度法的基本原理
4.2.1 颜色的产生
4.2.2 光的基本性质
光的波长λ(cm)、频率γ (Hz) ，它们与光速c的关 系是：
c
在真空介质中，光速为2.9979×1010cm/s。单个 光子的能量E与上述三要素的关系是：
E h h
c
E－－光子的能量，J；h－－普朗克常数（6.625×10－34J· s）
第四章 紫外－可见光分光光度法 4.1 概述 分光光度分析法是以物质对 光的选择性吸收为基础的分析方法。 根据物质所吸收光的波长范围不同， 分光光度分析法又有紫外、可见及红 外分光光度法。
4.1.1 方法的特点
1. 灵敏度高
通常，待测物质的含量1～10－5％时， 能够用分光光度法准确测定。所以它主 要用于测定微量组分。
I0 ln k1b It
将上式变成常用对数，得
I0 lg k2b It
上式称ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ朗伯定律。如用A=lg(I0/It)或lg(1/T),则
I0 1 A lg lg k2b It T
A称为吸光度。
例1. 有一单色光通过厚度为1cm的有色溶 液,其强度减弱20%。若通过5cm厚度的相同 溶液,其强度减弱百分之几? 解： lgT1 c1 ───── = ───, lgT2 5c1 lgT2 = 5lgT1= 5×lg0.80 = - 0.485
在吸光光度法中，由于采用同样质料的 比色皿进行测量，反射光的强度基本上相同， 其影响可以相互抵消，上式可简化为:
I0＝Ia ＋ It
透过光的强度It与入射光的强度Io之比称为透 光度或透光率，用T表示。 T＝ It/Io
1.朗伯定律
一束单色光通过溶液后，由于 溶液吸收了一部分光能，光的强 度就要减弱。若溶液的浓度不变， 液层越厚，透过光的强度越小， 光线减弱的程度越大。 如果将液层分成许多无限小的 相等的薄层，其厚度为db。则dI 应与db及I成正比，即－dI ∝ Idb， 从而，－dI/I=k1db，积分此式， 得：
I0 1 A lg lg kcb It T
即通常所称的朗伯一比耳定律。
4．吸光系数、摩尔吸光系数
在朗伯-比耳公式，k值决定于c，b所用的单位， 它与入射光的波长及溶液的性质有关。当浓度c以 g· L-1、液层厚度b以cm表示时，常数k是以a表示， 此时称为吸光系数，单位为L· g-1· cm-1。朗伯－比 耳公式可表示为:
通常称比耳定律。
例2. 一符合比尔定律的有色溶液，当浓度为c时，透 射比为T，若其它条件不变，浓度为c/3时，T为 _________，浓度为2c时，T为__________。 解: T1/3 T2 这说明浓度与透射比T 的是指数关系。
3．朗伯一比耳定律
如果溶液浓度和液层厚度都是可变的，就要 同时考虑溶液浓度c和液层厚度b对吸光度的影响。 为此，将朗伯和比耳公式和合并，得到
能复合成白光的两种颜色的光叫互
补色光。物质所显示的颜色是吸
收光的互补色。
4.3 光吸收基本定律
当一束平行的单色光照射均匀的有色溶液 时，光的一部分被吸收，一部分透过溶液， 一部分被比色皿的表面反射。如果入射光的 强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度 为It，反射光的强度为Ir，则:
I0 ＝ Ia ＋ I t ＋ Ir