仪器分析紫外可见分光光度法
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仪器分析课件 第3章 紫外分光光度法
检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制
和结果处理
记录装置
二、分光光度计的类型
（一）单光束分光光度计
光源 单色器
参比 样品
检测器
显示器
• 只有一条光路，通过变换参比池和样品池的位 置，使它们分别置于光路来进行测定
国产751型、752型、721型、722型、UV-1100 型、英国SP-500型
E2a ca E2b
(3) 图计算法----两组分吸收光谱完全重叠--混合样品测定 (3)图中，a,b 吸收光谱双向重迭，互相干扰，在最大波长处互相
吸收。处理方法如下：
解线性方程组 过程：
（三）示差分光光度法（示差法）
普通分光光度法一般只适于测定微量组分，当待测组分含量 较高时，将产生较大的误差。需采用示差法。
第三节 紫外-可见分光光度计
依据朗伯-比尔定律，测定待测液吸光度A的仪器。（选择不同波
长单色光λ、浓度） 分光光度计外观 分光光度原理图:
0.575
光源
单色器
吸收池
检测器 信号处理及显示
信号处理 显示器
单色器
分光光度计外观
吸收池 检测器
光源
721型可见分光光度计
一、主要部件
1. 光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光
浓度C及液层厚度L的乘积成正比。
注意! 适用范围
①入射光为单色光，适用于可见、红外、紫外光。 ②均匀、无散射溶液、固体、气体。 ③吸光度A具有加和性。Aa+b+c= Aa &光系数
A=k c L
k = A /c L
1、摩尔吸光系数或Em： 在一定λ下，c=1mol/L，L=1cm时的吸光度。单位：L/(mol.cm)
仪器分析 10.1紫外可见分光光度法 图文
61-19
二、UV光谱的有关知识和概念
2、物质吸光的程度表达
辐射功率P：单位时间内所传输的能量， 光度法中用光强 I 代替。 透过率 T：透过光与入射光强度的比值 吸光度 A :
I T
I0
A lgT lg IO I
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-20
3、UV吸收光谱——吸收曲线
镧系元素：f-f 跃迁
二、UV光谱的有关知识和概念
1、物质吸光的选择性
M h I0 M * It h
ΔΕ ΔΕe ΔΕv ΔΕr
分子轨道包括三种： 分子轨道能级的量子化：光吸收具有选择性 电子能级差：约为1～20ev（1250～60nm）
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
一、分子轨道中的电子跃迁类型 二、UV光谱的常用概念 三、吸收带及其与分子结构的关系 四、影响吸收带的因素 五、物质对光的吸收与吸收曲线 五、朗伯-比尔定律
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-3
练习：
下面五个电磁辐射区域
A：X射线区
B：红外区
C：无线电波
D：可见光区
E：紫外光区
请指出：
61-22
4、有关概念：
① 吸收带：吸收峰位置 ② 红移或长移 ③ 蓝移或短移 ④ 增色效应
减色效应
⑤ 强带 ε ≥104
弱带 ε ≤102
2020年9月13日星期日 上一内容 下一内容
61-23
⑥ 生色团（chromophore ）：含π→π* 、 n →π* 等跃迁的基团，即能产生UV吸收的 基团
61-12
5、电荷迁移跃迁
Charge transfer transition
紫外可见分光光度法
光子能量与它的频率成正比，与波长成 反比，与光强度无关。光的波长越短
（频率越高），其能量越大。
单色光： 同一波长的光称为单色光； 复合光： 不同波长的光组成的光称为复合光； 可见光： 凡是被肉眼感受到的光称为可见光； 波长范围为400-780nm
复合光
单色光
物质颜色的产生
固体
反射蓝色光 吸收黄色光
互补色
液体
透过紫色光 吸收绿色光
二、 物质对光的选择性吸收
M + h 基态 E0 （△E） M* 激发态 E1
E1
激发态
E2
E = E1 - E0 = h =h c/λ λ=hc/ E
物质对光选择性吸收
E0
基态
E
例题
某分子中两个电子能级之间的能级差为1eV， 若要电子在两个能级之间发生跃迁，需要
是指分子中的一些带有非成键电子对的基团本身在紫外-可 见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接后，增强生色团的 生色能力，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。 助色团为含有未共用电子对的杂原子基团：-OH、-Cl、-Br
C.红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带常
常因引入取代基或改变溶剂使
最大吸收波长λmax和吸收强度 发生变化:
π→π*跃迁的λmax为170nm 。
（4）n→π*跃迁：分子中孤对电子和π键同 时存在时发生n→π＊ 跃迁。丙酮n→π＊ 跃迁的λmax为275nm。
（5）电荷迁移跃迁：分子本身具有电子给予
体和电子接受部分，外来辐射照射，电子从
具有给予体特性的部分转移到具有电子接受
体特性的部分所发生的跃迁。其谱带较宽，
思考
1、庚烷、环己烷等烷烃在200-400nm内有无吸收？
仪器分析 (第三版 魏培海)第一章 紫外可见分光光度法
讨 论 T: 0.00％～100.0％。T=0.00%表示光全 部被吸收；T=100.0%表示光全部透过。 A: 0.00 ～ ∞ 。 A=0.00 表示光全部通过； A→∞表示光全部被吸收。
2. 朗伯-比尔吸收定律
当一束平行单色光垂直通过溶液时， 溶液对光的吸收程度与溶液浓度和液层 厚度的乘积成正比。
T = 0.398 摩尔吸光系数： A 0.400 3 1.33 10 L / mol cm 3 cb 0.15 10 2.00 1.33 103 5.30 L / g cm 质量吸光系数： a M 251
4. 朗伯-比尔定律的偏离现象
原 因 朗伯-比尔定律的局限性: 浓度不高的溶液； 非单色入射光引起的偏离: 仪器因素； 溶液本身发生化学变化引起的偏离 。
第一章
紫外可见分光光度法
利用物质对紫外可见光的吸收特征和 吸收强度，对物质进行定性和定量分析的 一种仪器分析方法。在化工、医药、冶金、 环境监测等领域广泛应用。
“十二五”职业教育国家规划教材
仪器分析
（第三版）
魏培海 曹国庆 主编
第一章 紫外可见分光光度法
“十二五”职业教育国家规划教材
知识目标
• • • • • 了解紫外可见吸收光谱的产生 理解化合物电子能级跃迁的类型和特点 熟悉紫外可见分光光度计的工作原理 掌握光吸收定律的应用及测量条件的选择 掌握紫外可见分光光度法在定量分析中的 应用
1. 光强度、透光率和吸光度
术语 光强度 透光率 定义 单位时间(s)、单位面积(1cm2）上辐射 光的能量，与光子的数目有关。 透射光强度与入射光强度的比值（It/I0） 符号 I0:入射 It:透射 T
吸光度
透光率的负对数 -lg(It/I0）
仪器分析：紫外-可见分光光度法-影响显色反应的因素与反应条件
平行操作空白—用溶剂代替试液，以与试样完全相同的分析 步骤进行平行操作，用所得溶液作空白
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 Ａ的测定范围
当Ｔ％＝３６．８％即Ａ＝０．４３４时，△ｃ／ｃ最小
当Ｔ％在１５－６５％之间，即Ａ在０．２－０．８范围内，
△ｃ／ｃ较小
实际测定时，可通过控制溶液的ｃ及ｂ使得Ａ在０．２－０．８
仪器分析
目
录
Contents
1 2 3
紫外-可见分光光度法(三) 光度法分析中的显/褪 色反应
判断波长
光度法的运用
仪器分析
影响显色反应的因素与反应条件
紫外-可见分光光度法(三)
显色剂用量
参比溶液
溶液酸度
测定时波长
显色时间
பைடு நூலகம்
显色温度
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件
显色剂的用量
影响显色反应的因素与反应条件 显色温度：
显色反应一般在室温下进行，但反应速度太慢或常温下不易
进行的显色反应需要升温或降温；
选择方法：作A-T（℃）曲线，选择在Ａ较大的时间进行。
溶剂：实验确定—选择合适的溶剂（多为有机溶剂），提高
反应的灵敏度及加快反应速度。
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 测量波长的选择—根据吸收光谱一般选择Ａｍａｘ测定，考虑 到此波长下灵敏度高、Ａ随波长变化小。若有干扰，根据 “
M + R ⇋ MR
合适的CR通过实验确定
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件 显色时间： 各种显色反应的速度不同，反应完全所需时间不同；有些
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 Ａ的测定范围
当Ｔ％＝３６．８％即Ａ＝０．４３４时，△ｃ／ｃ最小
当Ｔ％在１５－６５％之间，即Ａ在０．２－０．８范围内，
△ｃ／ｃ较小
实际测定时，可通过控制溶液的ｃ及ｂ使得Ａ在０．２－０．８
仪器分析
目
录
Contents
1 2 3
紫外-可见分光光度法(三) 光度法分析中的显/褪 色反应
判断波长
光度法的运用
仪器分析
影响显色反应的因素与反应条件
紫外-可见分光光度法(三)
显色剂用量
参比溶液
溶液酸度
测定时波长
显色时间
பைடு நூலகம்
显色温度
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件
显色剂的用量
影响显色反应的因素与反应条件 显色温度：
显色反应一般在室温下进行，但反应速度太慢或常温下不易
进行的显色反应需要升温或降温；
选择方法：作A-T（℃）曲线，选择在Ａ较大的时间进行。
溶剂：实验确定—选择合适的溶剂（多为有机溶剂），提高
反应的灵敏度及加快反应速度。
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 测量波长的选择—根据吸收光谱一般选择Ａｍａｘ测定，考虑 到此波长下灵敏度高、Ａ随波长变化小。若有干扰，根据 “
M + R ⇋ MR
合适的CR通过实验确定
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件 显色时间： 各种显色反应的速度不同，反应完全所需时间不同；有些
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。
仪器分析-第五章-紫外-可见分光光度法精选全文完整版
远紫外区：200 - 400 nm 可见光区：400-750 nm
2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h ：量子化 ；选择性吸收 吸收曲线与最大吸收波长 max
用不同波长的单色光照射，测吸光度
光的互补：蓝➢ 黄
助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR
、—NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有
生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但 当它们与生色团相连时，就会发生n—π
共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收 波长向长波方向移动，且吸收强度增加) ，这样的基团称为助色团。
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带常常因 引入取代基或改变溶剂使最大吸收
羰基化合物含有C=O基团。 C=O基团 主要可产生*、 n* 、n*三个吸 收带， n*吸收带又称R带，落于近紫外 或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物， 如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类 物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异， 因此它们n*吸收带的光区稍有不同。
羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸 收带，但是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基 上的碳原子直接连结含有未共用电子对的 助色团，如-OH、-Cl、-OR等，由于这些助 色团上的n电子与羰基双键的电子产生 n共轭，导致*轨道的能级有所提高， 但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级， 因此实现n* 跃迁所需的能量变大，使 n*吸收带蓝移至210nm左右。
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ 一ｆ电子跃迁
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义
不大。
2. 物质对光的选择性吸收及吸收曲线
M + h M*
M +热
基态
激发态
M + 荧光或磷光
E1 （△E） E2
E = E2 - E1 = h ：量子化 ；选择性吸收 吸收曲线与最大吸收波长 max
用不同波长的单色光照射，测吸光度
光的互补：蓝➢ 黄
助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR
、—NH２、—NHR、—X等)，它们本身没有
生色功能(不能吸收λ>200nm的光)，但 当它们与生色团相连时，就会发生n—π
共轭作用，增强生色团的生色能力(吸收 波长向长波方向移动，且吸收强度增加) ，这样的基团称为助色团。
红移与蓝移
有机化合物的吸收谱带常常因 引入取代基或改变溶剂使最大吸收
羰基化合物含有C=O基团。 C=O基团 主要可产生*、 n* 、n*三个吸 收带， n*吸收带又称R带，落于近紫外 或紫外光区。醛、酮、羧酸及羧酸的衍生物， 如酯、酰胺等，都含有羰基。由于醛酮这类 物质与羧酸及羧酸的衍生物在结构上的差异， 因此它们n*吸收带的光区稍有不同。
羧酸及羧酸的衍生物虽然也有n*吸 收带，但是， 羧酸及羧酸的衍生物的羰基 上的碳原子直接连结含有未共用电子对的 助色团，如-OH、-Cl、-OR等，由于这些助 色团上的n电子与羰基双键的电子产生 n共轭，导致*轨道的能级有所提高， 但这种共轭作用并不能改变n轨道的能级， 因此实现n* 跃迁所需的能量变大，使 n*吸收带蓝移至210nm左右。
⑴配位体微扰的金属离子d一d电子跃迁和ｆ 一ｆ电子跃迁
摩尔吸收系数ε很小，对定量分析意义
不大。
仪器分析：紫外-可见分光光度法-定量分析
目
录
Conten点 方法原理
紫外分光光度法的分析应用
三、紫外分光光度法的分析应用 对照品 比较法
定量分析
比色法
定量 分析
吸收系 数法
计算分 光光度
法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
按各品种项下的方法，分别配制供试品溶液和对照品溶液，对照品溶液 中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分规定量的100%±10%， 所用溶剂也应完全一致，在规定的波长测定供试品溶液和对照品溶液的 吸光度后，按公式计算供试品中被测溶液的浓度
求得ｃｂ。
对于（３），需要解方程组
感谢观看
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
计算供试品中被测溶液的浓度∶ cx=（Ax/Ar）cr
式中 cx为供试品溶液的浓度； Ax为供试品溶液的吸光度； cr为对照品溶 液的浓度； Ar为对照品溶液的吸光度。
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 吸收系数法
按各品种项下的方法配制供试品溶液，在规定的波长处测定其 吸光度，再以该品种在规定条件下的吸收系数计算含量。用本 法测定时，吸收系数通常应大于100，并注意仪器的校正和检 定。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
标准曲线法：配制一系列（５－９）个不同ｃ的标准溶液，在 适当λ－通常为λｍａｘ下，以适当的空白溶液作参比，分别测定 Ａ，做出Ａ－ｃ曲线，在相同测定条件下测得试液吸光度Ａｘ， 计算出对应的Ａｘ。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 计算分光光度法
计算分光光度法有多种，使用时应按各品种项下规定的方法进 行。当吸光度处在吸收曲线的陡然上升或下降的部位测定时， 波长的微小变化可能对测定结果造成显著影响，故对照品和供 试品的测试条件应尽可能一致。
录
Conten点 方法原理
紫外分光光度法的分析应用
三、紫外分光光度法的分析应用 对照品 比较法
定量分析
比色法
定量 分析
吸收系 数法
计算分 光光度
法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
按各品种项下的方法，分别配制供试品溶液和对照品溶液，对照品溶液 中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分规定量的100%±10%， 所用溶剂也应完全一致，在规定的波长测定供试品溶液和对照品溶液的 吸光度后，按公式计算供试品中被测溶液的浓度
求得ｃｂ。
对于（３），需要解方程组
感谢观看
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 对照品比较法
计算供试品中被测溶液的浓度∶ cx=（Ax/Ar）cr
式中 cx为供试品溶液的浓度； Ax为供试品溶液的吸光度； cr为对照品溶 液的浓度； Ar为对照品溶液的吸光度。
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 吸收系数法
按各品种项下的方法配制供试品溶液，在规定的波长处测定其 吸光度，再以该品种在规定条件下的吸收系数计算含量。用本 法测定时，吸收系数通常应大于100，并注意仪器的校正和检 定。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
标准曲线法：配制一系列（５－９）个不同ｃ的标准溶液，在 适当λ－通常为λｍａｘ下，以适当的空白溶液作参比，分别测定 Ａ，做出Ａ－ｃ曲线，在相同测定条件下测得试液吸光度Ａｘ， 计算出对应的Ａｘ。
三、紫外分光光度法的分析应用 定量分析-单组分定量分析方法
三、紫外分光光度法的分析应用
定量分析 计算分光光度法
计算分光光度法有多种，使用时应按各品种项下规定的方法进 行。当吸光度处在吸收曲线的陡然上升或下降的部位测定时， 波长的微小变化可能对测定结果造成显著影响，故对照品和供 试品的测试条件应尽可能一致。
紫外可见分光光度法(食品仪器分析课件)
二者关系为： A = lg(1/T) = -lgT
二、朗伯-比尔定律
当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液 时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成 正比，即
A= κbc 式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长
及温度等因素有关。K可用a（吸光系数）或ε（摩尔 吸光系数）表示。 c为吸光物质浓度，b为透光液层
厚度。 朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理论基础。
朗伯和比尔分别研究了吸光度与液层厚度和吸光
度与浓度之间的定量关系，合称朗伯-比尔定律，其
数学表达式为：
吸光质点浓度
A=lg(I0/It)=κbc
吸光度
吸收层厚度(cm)
物理意义: 当一束平行单色光通过均匀、透明的吸光 介质时，其吸光度与吸光质点的浓度和吸收层厚度的 乘积成正比——分光光度法定量分析的理论基础
分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带，而复合 光可导致对朗伯—比耳定律的正或负偏离。
在实际工作中，为了避免非单色光带来的影响，一般 选用峰值波长进行测定。
选用峰值波长，也可以得到较高的灵敏度。
三、溶液本身发生化学变化
❖ 溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化 学平衡时，使吸光质点的浓度发生变化，影响吸光度。
h
（片）
红敏管 625-1000 nm 蓝敏管 200-625 nm
五、指示器（数据处理） 低档仪器：刻度显示
中高档仪器：数字显示，自动扫描记录
紫外-可见分光光度法定量分析
一、单组分的定量分析 1、吸光系数法（绝对法）
2、标准对照法（直接比较法） As=kbCs Ax=kbCs
Cs=AsCx/Ax
❖ 当溶液浓度c >10-2 mol/L 时，吸光质点间可能发生缔合等 相互作用，直接影响了对光的吸收。
【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
返回
back
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
返回
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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quantitative analysis?
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
第十章 紫外-可见分光光度法
Absorption
仪器分析
Incoming photon is absorbed by the atom
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
orbital
*orbital
orbital
* orbital
n (p) electron
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Electronic transitions
* * E n
* * n* n*
anti-bonding anti-bonding
non-bonding bonding
bonding
* >n* *> n*
第十章 紫外-可见分光光度法
水
243nm 305nm
迁移
长移 短移
π*
π*
△E非＜△E极
n
△E非＞△E极
非极性溶剂中
π
极性溶剂中
非极性溶剂中 极性溶剂中
第十章 紫外-可见分光光度法
4. pH的影响
仪器分析
例如苯胺在酸性环境形成阳离子,n电子减少，
氨基的助色作用减弱；苯酚在碱性环境形成阴离
子,n电子增加，氧的助色作用增强。
OH
Lambert-Beer Law
仪器分析
Lambert’s Law
(A vs. thickness)
Beer’s Law
(A vs. concentration)
第十章 紫外-可见分光光度法
吸光系数
吸光度 A＝ ECl 厚度
仪器分析
浓度
吸光系数(absorptivity, E)
吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度
第十章 紫外-可见分光光度法
常用术语
仪器分析
助色团(auxochrome) ：含有非键电子的杂原子饱
和基团，当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生 色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强 度增加的基团。 例：—OH，—OR，—NH—，—NH2，—X
苯max 254nm， max 205 苯胺max 280nm，max 1450
特点：① 一般出现在较短波长区，210～250nm。 ② 为强吸收，εmax>104 ③ 共轭双键增加，吸收峰长移，强度增加。 溶剂极性增大，λmax长移。
第十章 紫外-可见分光光度法
3.B带
仪器分析
是芳香族(包括杂芳香族)化合物的特征吸收带。
λmax =256nm，εmax=200，宽带，具有精细结构；
仪器分析
Lamber-Beer定律的适用条件
1、入射光为单色光 2、溶液是稀溶液 3、该定律适用于固体、液体和气体样品 4、在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
A总 Aa Ab Ac
第十章 紫外-可见分光光度法
(单组分)样品的定量方法
仪器分析
(一) 吸光系数法 (二) 标准曲线法 (三) 对照法
第十章 紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法
仪器分析
四大光谱之一
灵敏度较高(10-6g/ml)
应用广泛
定量分析(定性鉴别, 结构鉴定)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vis is applied in
第十章 紫外-可见分光光度法
(一)吸光系数法
依据：Lambert-Beer 定律 波长选择依据：
最大吸收峰 无其他吸收干扰
A= ECl
Ci
[g /100mL]
A El
Ci mi
或Ci
[mol / L] A
l
i% mi 100% m样
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
例 维生素B12的水溶液在361nm处的 值是207，盛于1cm吸收池中，测得溶液 的吸光度为0.414，则溶液浓度为：
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
2.跨环效应
在环状体系中，分子中非共轭的两个发色团因为空间 位置上的接近，发生轨道间的交盖作用，使得吸收带长移， 同时吸光强度增强，这种作用即为跨环效应。
CH2
O
λmax 214 ε 1500
284 30
O
C
λ max
(K带）
238
ε
2535
S
第十章 紫外-可见分光光度法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
I T=
I0
透射光强 入射光强
透光率 (transmittance, T)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
I
A = -lgT = -lg
I0
吸光度 (absorbance, A)
第十章 紫外-可见分光光度法
吸收光谱(吸收曲线) (absorption spectrum)
O
OH -
H+
NH2
N+ H3
H+
OH -
λ max 270 nm 287 nm
λ max 280
254nm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry?
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
丙酮
(max=279nm =10-30)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
常用术语
生色团(chromophore) ：有机化合物分子结
构中含有*或n*跃迁的基团，能在紫外
可见光范围内产生吸收的原子团。
如C＝C；C＝O；C＝N；N＝N
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失。
4.E带
也是芳香族的特征吸收峰，由苯环中三个乙烯组成的环 状共轭系统引起的*跃迁所产生,分为E1带(180nm)和 E2带(200nm)，均属强吸收。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法 苯的B带吸收光谱
仪器分析
(左上)苯蒸气; (左下)苯的己烷溶液； (右上)苯的乙醇溶液
3. 溶剂效应
仪器分析
溶剂的影响：吸收峰位置、吸收强度、光谱形状
溶剂极性的影响： 极性增大：n π* 跃迁产生的吸收峰短移 π π* 跃迁产生的吸收峰长移
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
跃迁类型
π π* n π*
正己烷 氯仿
230nm 238nm 329nm 315nm
甲醇
237nm 309nm
计算分光光度法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仪器分析
计算分光光度法是运用数学、统计学与计 算机科学的方法，通过试验设计与数据的变换和 解析，对物质进行定性定量的方法，属于化学计 量学(Chemometrics)的范畴。
第十章 紫外-可见分光光度法
1、解线性方程组法
仪器分析
A1ab A1a A1b E1aCa E1bCb
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
红移(red shift)：亦称长移，由于化合物
的结构改变，如发生共轭作用，引入助色团以
及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝(紫)移(blue shift)：亦称短移，当化
合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波 方向移动。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
紫外-可见分光光度法
Ultraviolet & Visible Spectrophotometry (UV-Vis)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Ultraviolet Light (200～380nm) +
Visible Light (380～800nm)
A 0.414 C = El = 207×1 = 0.002(g/100ml)
第十章 紫外-可见分光光度法
(二) 标准曲线法
max
仪器分析
A
200 240 280 320 360 400 440nm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
A
标准曲线 (A=aC+b,r)
Ax
0
Cx
Concentration
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
分光光度法的基本定律 ——朗伯-比尔定律
第十章 紫外-可见分光光度法
朗伯-比尔定律
仪器分析
描述物质对单色光的吸收(absorbance, A) 与 它 的 浓 度 (concentration) 和 厚 度 (thickness)间关系的定律。
A
第十章 紫外-可见分光光度法
要 求 1. r > 0.999 2. n = 5-7 3.待测浓度尽量在标准曲线中间位置
第十章 紫外-可见分光光度法
(三)对照法
仪器分析
标准样品
待测样品
(Reference sample) (Unknown sample)
第十章 紫外-可见分光光度法
A标 A样
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
第十章 紫外-可见分光光度法
Absorption
仪器分析
Incoming photon is absorbed by the atom
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
orbital
*orbital
orbital
* orbital
n (p) electron
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Electronic transitions
* * E n
* * n* n*
anti-bonding anti-bonding
non-bonding bonding
bonding
* >n* *> n*
第十章 紫外-可见分光光度法
水
243nm 305nm
迁移
长移 短移
π*
π*
△E非＜△E极
n
△E非＞△E极
非极性溶剂中
π
极性溶剂中
非极性溶剂中 极性溶剂中
第十章 紫外-可见分光光度法
4. pH的影响
仪器分析
例如苯胺在酸性环境形成阳离子,n电子减少，
氨基的助色作用减弱；苯酚在碱性环境形成阴离
子,n电子增加，氧的助色作用增强。
OH
Lambert-Beer Law
仪器分析
Lambert’s Law
(A vs. thickness)
Beer’s Law
(A vs. concentration)
第十章 紫外-可见分光光度法
吸光系数
吸光度 A＝ ECl 厚度
仪器分析
浓度
吸光系数(absorptivity, E)
吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度
第十章 紫外-可见分光光度法
常用术语
仪器分析
助色团(auxochrome) ：含有非键电子的杂原子饱
和基团，当它们与生色团或饱和烃相连时，能使该生 色团或饱和烃的吸收峰向长波方向移动，并使吸收强 度增加的基团。 例：—OH，—OR，—NH—，—NH2，—X
苯max 254nm， max 205 苯胺max 280nm，max 1450
特点：① 一般出现在较短波长区，210～250nm。 ② 为强吸收，εmax>104 ③ 共轭双键增加，吸收峰长移，强度增加。 溶剂极性增大，λmax长移。
第十章 紫外-可见分光光度法
3.B带
仪器分析
是芳香族(包括杂芳香族)化合物的特征吸收带。
λmax =256nm，εmax=200，宽带，具有精细结构；
仪器分析
Lamber-Beer定律的适用条件
1、入射光为单色光 2、溶液是稀溶液 3、该定律适用于固体、液体和气体样品 4、在同一波长下，各组分吸光度具有加和性
A总 Aa Ab Ac
第十章 紫外-可见分光光度法
(单组分)样品的定量方法
仪器分析
(一) 吸光系数法 (二) 标准曲线法 (三) 对照法
第十章 紫外-可见分光光度法
紫外-可见分光光度法
仪器分析
四大光谱之一
灵敏度较高(10-6g/ml)
应用广泛
定量分析(定性鉴别, 结构鉴定)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vis is applied in
第十章 紫外-可见分光光度法
(一)吸光系数法
依据：Lambert-Beer 定律 波长选择依据：
最大吸收峰 无其他吸收干扰
A= ECl
Ci
[g /100mL]
A El
Ci mi
或Ci
[mol / L] A
l
i% mi 100% m样
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
例 维生素B12的水溶液在361nm处的 值是207，盛于1cm吸收池中，测得溶液 的吸光度为0.414，则溶液浓度为：
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
2.跨环效应
在环状体系中，分子中非共轭的两个发色团因为空间 位置上的接近，发生轨道间的交盖作用，使得吸收带长移， 同时吸光强度增强，这种作用即为跨环效应。
CH2
O
λmax 214 ε 1500
284 30
O
C
λ max
(K带）
238
ε
2535
S
第十章 紫外-可见分光光度法
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
I T=
I0
透射光强 入射光强
透光率 (transmittance, T)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
I0
I
样品
I
A = -lgT = -lg
I0
吸光度 (absorbance, A)
第十章 紫外-可见分光光度法
吸收光谱(吸收曲线) (absorption spectrum)
O
OH -
H+
NH2
N+ H3
H+
OH -
λ max 270 nm 287 nm
λ max 280
254nm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
What is UV-Vis spectrophotometry?
Basic principles of UV-Vis?
How UV-Vis is applied in quantitative analysis?
丙酮
(max=279nm =10-30)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
常用术语
生色团(chromophore) ：有机化合物分子结
构中含有*或n*跃迁的基团，能在紫外
可见光范围内产生吸收的原子团。
如C＝C；C＝O；C＝N；N＝N
注：当出现几个发色团共轭，则几个发色团所产生的 吸收带将消失，代之出现新的共轭吸收带，其波 长将比单个发色团的吸收波长长，强度也增强
极性溶剂中，或苯环连有取代基，其精细结构消失。
4.E带
也是芳香族的特征吸收峰，由苯环中三个乙烯组成的环 状共轭系统引起的*跃迁所产生,分为E1带(180nm)和 E2带(200nm)，均属强吸收。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法 苯的B带吸收光谱
仪器分析
(左上)苯蒸气; (左下)苯的己烷溶液； (右上)苯的乙醇溶液
3. 溶剂效应
仪器分析
溶剂的影响：吸收峰位置、吸收强度、光谱形状
溶剂极性的影响： 极性增大：n π* 跃迁产生的吸收峰短移 π π* 跃迁产生的吸收峰长移
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
跃迁类型
π π* n π*
正己烷 氯仿
230nm 238nm 329nm 315nm
甲醇
237nm 309nm
计算分光光度法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仪器分析
计算分光光度法是运用数学、统计学与计 算机科学的方法，通过试验设计与数据的变换和 解析，对物质进行定性定量的方法，属于化学计 量学(Chemometrics)的范畴。
第十章 紫外-可见分光光度法
1、解线性方程组法
仪器分析
A1ab A1a A1b E1aCa E1bCb
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
红移(red shift)：亦称长移，由于化合物
的结构改变，如发生共轭作用，引入助色团以
及溶剂改变等，使吸收峰向长波方向移动。
蓝(紫)移(blue shift)：亦称短移，当化
合物的结构改变或受溶剂影响使吸收峰向短波 方向移动。
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
紫外-可见分光光度法
Ultraviolet & Visible Spectrophotometry (UV-Vis)
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
Ultraviolet Light (200～380nm) +
Visible Light (380～800nm)
A 0.414 C = El = 207×1 = 0.002(g/100ml)
第十章 紫外-可见分光光度法
(二) 标准曲线法
max
仪器分析
A
200 240 280 320 360 400 440nm
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
A
标准曲线 (A=aC+b,r)
Ax
0
Cx
Concentration
第十章 紫外-可见分光光度法
仪器分析
分光光度法的基本定律 ——朗伯-比尔定律
第十章 紫外-可见分光光度法
朗伯-比尔定律
仪器分析
描述物质对单色光的吸收(absorbance, A) 与 它 的 浓 度 (concentration) 和 厚 度 (thickness)间关系的定律。
A
第十章 紫外-可见分光光度法
要 求 1. r > 0.999 2. n = 5-7 3.待测浓度尽量在标准曲线中间位置
第十章 紫外-可见分光光度法
(三)对照法
仪器分析
标准样品
待测样品
(Reference sample) (Unknown sample)
第十章 紫外-可见分光光度法
A标 A样