紫外可见光分光光度法.doc

紫外可见光分光光度法 §1概述 基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法，包括紫外可见分光光度法及红外光谱法等。紫外可见分光光度法所用的光谱区域为200～780nm,其中可见分光光度法为400～780 nm,紫外分光度法为200～400 nm。红外光度法为2.5～1000μm。 紫外可见分光光度法是仪器分析法中应用最为广泛的分析方法之一，它具有如下特点。 1．灵敏度高 光度法常用于测定试样中的微量成分，甚至可测定痕量成分。 2．准确度较高 3．适用范围广 几乎所有的无机离子和许多有机化合物都可以直接或间接地用吸光光度法测定。 4．操作简便、快速、仪器价格不昂贵。 §2 分光光度法的基本原理 一．吸收光谱的分类 在分子中存在着电子的运动，以及组成分子的各原子间的振动和分子作为整体的转动。在每一个电子能级上有许多间距较小的振动能级，在每一个振动能级上又有许多间距更小的转动能级。由于这个原因，处在同一电子能级的分子，可能因振动能量不同而处于不同的能级上。同理，处于同一电子能级和同一振动能级上的分子，由于转动能量不同而处于不同的能级上。 当用光照射分子时，分子就要选择性的吸收某些波长（频率）的光而由较低的能级E跃迁到较高能级E‘上，所吸收的光的能量就等于两能级的能量之差： △E= E‘－E 其光的频率为：γ=△E/h 或光的波长为：λ=hc/△E 由于分子选择性的吸收了某些波长的光，所以这些光的能量就会降低，将这些波长的光及其所吸收的能量按一定顺序排列起来，就得到了分子的吸收光谱。 分子吸收光谱有： 远红外光谱、红外光谱及紫外-可见光谱三类。 分子的转动能级跃迁，需吸收波长为远红外光，因此，形成的光谱称为转动光谱或远红外光谱。 分子的振动能级差一般需吸收红外光才能产生跃迁。在分子振动时同时有分子的转动运动。这样，分子振动产生的吸收光谱中，包括转动光谱，故常称为振-转光谱。 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。 二．光的选择性吸收与物质颜色的关系 1．可见光的颜色和互补色： 在可见光范围内，不同波长的光的颜色是不同的。平常所见的白光（日光、白炽灯光等）是一种复合光，它是由各种颜色的光按一定比例混合而得的。利用棱镜等分光器可将它分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色的单色光。 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 颜色 互补光 400-450 紫 黄绿 450-480 蓝 黄 480-490 绿蓝 橙 490-500 蓝绿 红 500-560 绿 红紫 560-580 黄绿 紫 580-610 黄 蓝 610-650 橙 绿蓝 650-760 红 蓝绿 2．物质的颜色与吸收光的关系： 当白光照射到物质上时，如果物质对白光中某种颜色的光产生了选择性的吸收，则物质就会显示出一定的颜色。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。 3．吸收曲线（吸收光谱）及最大吸收波长 1．吸收曲线：每一种物质对不同波长光的吸收程度是不同的 。如果我们让各种不同波长的光分别通过被测物质，分别测定物质对不同波长光的吸收程度。以波长为横坐标，吸收程度为纵坐标作图所得曲线。 例：丙酮 (max = 279nm (( =15) 2．吸收峰和最大吸收波长(max 吸收曲线表明了某种物质对不同波长光的吸收能力分布。曲线上的各个峰叫吸收峰。峰越高，表示物质对相应波长的光的吸收程度越大。其中最高的那个峰叫最大吸收峰，它的最高点所对应的波长叫最大吸收波长，用λmax表示。 3．物质的吸收曲线和最大吸收波长的特点： 1）不同的物质，吸收曲线的形状不同，最大吸收波长不同。 2）对同一物质，其浓度不同时，吸收曲线形状和最大吸收波长不变，只是吸收程度要发生变化，表现在曲线上就是曲线的高低发生变化。 三．光吸收定律——朗伯—比耳定律 （一）．基本概念：当强度为I0的一定波长的单色入射光束通过装有均匀待测物的溶液介质时，该光束将被部分吸收Ia，部分反射Ir ，余下的则通过待测物的溶液It ，即有： I0=Ia + It +Ir 如果吸收介质是溶液（测定中一般是溶液），式中反射光强度主要与器皿的性质及溶液的性质有关，在相同的测定条件下，这些因素是固定不变的，并且反射光强度一般很小。所以可忽略不记，这样： I0=Ia+It 即：一束平行单色光通过透明的吸收介质后，入射光被分成了吸收光和透过光。 待测物的溶液对此波长的光的吸收程度可以透光率T和 吸光度A用来表示。透光率——透光率表示透过光强度与入射光强度的比值，用T来表示，计算式为： T= It /Io T常用百分比（T%）表示