文档介绍：该【紫外可见分光光度法紫外 】是由【夜紫儿】上传分享，文档一共【13】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【紫外可见分光光度法紫外 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第十一章 紫外-可见分光光度法课时目标 【学问教学目标】把握紫外-可见分光光度法的根本原理,朗伯-比尔定律的应用及其适用范围;紫外光谱定量分析的原理和方法;紫外-可见分光光度法定性分析的原理和方法。生疏紫外吸取光谱的定义及常用术语;紫外-可见分光光度法的构造及原理。了解电磁辐射及其与物质的相互作用。【力量培育目标】知道朗伯-比尔定量的运用范围及正确进展相关的计算。会绘制吸取曲线;对物质进展定量和定性分析。重点难点教学方法课时数使用教具参考资料紫外-可见分光光度法的根本原理、朗伯-比尔定律紫外-可见分光光度法的根本原理、朗伯-比尔定律讲授、争论3多媒体课件《根底化学》,陆家政,人民卫生出版社《分析化学》,潘国石,人民卫生出版社《分析化学》〔第四版〕武汉大学,高等教育出版社教学体会 本章节内容和实际生活联系比较严密,在实际教学中可以联系我们看到的颜色等进展讲解,这样比较生动易引起学生的兴趣。第一节 概述第十一章 紫外-可见分光光度法电磁辐射和电磁波谱在仪器分析中,依据物质放射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用所建立起来分析方法,统称为光学分析法。依据物质与辐射能间作用的性质不同,光学分析法又分为光谱法和非光谱法。当物质与辐射能相互作用时,物质内部发生能级跃迁,依据能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化所得的图谱称为光谱(spectrum)。利用物质的光谱进展定性、定量和构造分析的方法称为光谱分析法(spectroscopicanalysis),简称光谱法。光谱分析法从不同的角度分为不同的类别。如按作用物是分子或原子,可分为分子光谱法和原子谱法;物质与辐射能间的转换方向(能级跃迁方向),可分为吸取光谱法和放射光谱法;按辐射源的波长不同,可分为红外光谱法、可见光谱法、紫外光谱法、X-射线光谱法等。非光谱分析法是物质受辐射线照耀时,转变电磁波的传播方向、速度等物理性质所建立起来的分析方法。这种方法不涉及能量转移和物质内部的能级跃迁,如折光分析法、旋光分析法、X-射线衍射法等。物质对光的选择性吸取当辐射能通过某些吸光物质时,物质的原子或分子吸取与其能级跃迁相应的能量由低能态跃迁至较高的能态,这种由物质对辐射能的选择性吸取而得到的原子或分子光谱称为吸取光谱。几种常用的吸取光谱是:原子吸取光谱、分子吸取光谱、核磁共振光谱等。色光名称各种色光的波长范围波长(nm)色光名称波长(nm)红色760~650青色500~480橙色650~610蓝色480~450黄色绿色610~560560~500紫色450~400在可见光中,紫色光的波长最短能量最大,红色光的波长最长能量最小。除此之外,波长小于400nm的光称为紫外光,波长大于760nm的光称为红外光。假设适中选配两种颜色的光按肯定的强度比例混合,也可以获得白光,则这两种色光称为互补色光。如图11-1所示,处于直线相连的两种色光互为补色光,如绿色光与紫色光互补,蓝色光与黄色光互补等等。紫 红 橙蓝 白光 黄青蓝 绿青其次节 根本原理吸取光谱光照耀某物质,物质能够吸取光,使原有的基态转为激发态,只有当分子的能量(hn)与被照耀物质粒子的基态和激发态能量之差(DE)相等时才能被吸取。M(基态)+hn??M*(激发态)吸取光谱又称吸取光谱曲线或吸取曲线。它是在浓度肯定的条件下,以波长或波数为横坐标,以吸光度或吸光系数为纵坐标绘制的曲线,如图11-3所示。在吸取曲线上有一些特征吸取。曲线上吸取最大且比左右相邻都高之处称为吸取峰,对应的波长称为最大吸取波长(λmax);峰与峰之间且比左右相邻都低之处称为谷,其对应的波长称为最小吸取波长(λmix);在吸取峰旁外形像肩的小曲折处叫肩峰,其对应的波长以λsh表示;吸取曲线上波长短的一端呈现强吸取,吸光度相当大但不成峰形的局部,称为末端吸取(endabsorption)。朗伯-比尔定律IT=It′10%0A=lg1TI=-lgT=lgI0t朗伯定律 朗伯定律可表述为:当一束平行的单色光通过浓度C肯定的含有吸光物质的溶液时,在入射光的波长、强度以及溶液的温度等条件保持不变的状况下,该溶液的吸光度A与溶液液层的厚度L成正比。即:AμL (11·9)比尔定律比尔定律可表述为:当一束平行的单色光通过液层厚度L肯定的含有吸光物质的溶液时,在入射光的波长、强度以及溶液的温度等保持不变的条件下,该溶液的吸光度A与溶液的浓度C成正比。即:AμC (11·10)光的吸取定律综合上述两个数学公式可以得到:A=K×c×L (11·11)这就是著名的郎伯-比尔定律即光的吸取定律的数学表达式。〔11·11〕式中K为比例常数,称为吸光系数(absorptivity)。偏离朗伯-比尔定律的主要因素定量分析时,依据光的吸取定律,假设吸取池的厚度保持不变,以吸光度对浓度作图时,应得到一条通过原点的直线。但在实际工作中,吸光度与浓度间的线性关系往往会产生偏离而带来误差。偏离郎伯比尔定律的因素很多,主要有化学因素、光学因素和仪器因素三个方面。(一)化学因素吸光物质的浓度朗伯—比耳定律只适用于稀溶液,在较高浓度()时,一是由于溶液中的吸光粒子距离减小,以致每个粒子都可影响其邻近粒子的电荷分布。这种相互作用使每个粒子独立吸取给定波长光子的力量发生转变,从而可使吸光度和浓度间的线性关系发生偏离。二是由于浓度较大时,因溶液对光折射率的显著转变而使观测到的吸光度发生较显著的变化,导致偏离光的吸取定律。吸光物质不稳定在测定过程中,溶液中的吸光物质发生离解、缔合、形成化合物或互变异构等化学变化,可使被测组分的浓度发生变化,导致偏离郎伯-比尔定律。(二)光学因素非单色光的影响严格地说,光的吸取定律只适用于单色光,但实际上,不能得到纯粹的单色光。一般的单色光器所供给的入射光并不是纯的单色光,而是波长范围较窄的复合光。由于同一物质对不同波长光的吸取程度不同,所以导致对光的吸取定律的偏离。反射 入射光通过折射率不同的两种介质的界面时,有一局部被反射而损失。两种介质的折射率相差越大,反射光越多,损失的光能越多。一般状况下,可用参比溶液比照来补偿。散射 入射光通过溶液时,溶液中的质点对其有散射作用,造成光能的局部损失而使透过光减弱。非平行光 在实际测定中,通过吸取池的光,并非真正的平行光,而是稍有倾斜的光束,倾斜光通过吸取池的实际光程比垂直照耀的平行光的光程长,从而影响吸光度A的测量值。〔三〕仪器因素仪器光源不稳定,吸取池厚度不匀,光电管灵敏度差,试验条件的偶然变动等都会偏离光的吸取定律而产生误差。此外,分析者的主观因素等均可导致偏离光的吸取定律而产生误差。第三节 紫外-可见分光光度计主要组成部件光源单→色光器吸取池检→测器显→示器及信息处理装置紫外-可见分光光度计,是在紫外-可见光区可任意选择不同波长的光测定待测物质吸光度(或透光率)的仪器。商品仪器类型很多,质量差异悬殊,但根本原理相像。一般构造由五大部件组成:〔一〕光源光源的主要作用是放射强度足够均匀的稳定的连续光谱。要使光源定,其前端肯定要有稳压电源。紫外-可见光区常用的光源有以下两类。钨灯或卤钨灯氢灯或氘灯〔二〕单色光器单色光器的主要作用是将来自光源的复合光,色散成为单色光,是分光光度计的关键部件。其主要组成由进光狭缝、出光狭缝、色散元件和准直镜等局部。色散元件 色散元件是单色光器中的关键部件。常用的色散元件有棱镜和光栅,早期的仪器大多用棱镜,近年来大多用光栅。准直镜 准直镜是以狭缝为焦点的聚光镜。其作用是将进入单色光器的发散光变成平行光,投向色散元件,然后将色散后的平行单色光聚焦于出光狭缝。狭缝 狭缝为光的进出口,包括进光狭缝和出光狭缝〔三〕吸取池吸取池又称比色皿或比色杯,是用来盛放样品溶液的器皿。〔四〕检测器检测器的作用是将检测到的光信号转换成电信号。〔五〕信号处理装置与显示器分光光度计的类型〔一〕单波长单光束分光光度计〔二〕单波长双光束分光光度计〔三〕双波长分光光度计测量条件的选择〔一〕吸取度范围的选择在分光光度法中,仪器误差主要是透光率测量误差。通过计算可证明,透光率太大或太小,测得浓度的相对误差均较大;一般精度的分光光度计只有当透光率T在20%~65%(~)范围内时,测定结果的相对误差较小(小于2%),是测量的最适宜区域。误差最小的一点是T=%,A=。~(用紫外分光光度法测定药物含量时,2023年版《中国药典》~〕,但对高精度分光光度计,误差较小的读数范围可延长到高吸取区。可承受以下两种方法掌握读数范围:①计算并掌握试样的称出量,含量高时,少取样或稀释试样;含量低时,多取样或萃取富集。②假设溶液已显色,则可通过转变比色皿的厚度来调整吸光度值的大小。〔二〕入射光波长的选择由于有色物质对光有选择性吸取,为了使获得的测定结果有较高的灵敏度和准确度,通常是依据待测组分的吸取光谱,选择最强吸取带的最大吸取波长(λmax)为入射光波长。当最强吸取峰的峰形比较锋利时或有时为了消退干扰,则可选用吸取稍低、峰形稍平坦的次强峰或肩峰进展测定。如维生素B2的测定,其吸取光谱有267nm、375nm和444nm三个吸取峰,其中267nm处最大,其次是444nm,但267nm处峰较窄,而444nm处峰较宽,易测准,所以可选444nm为测定波长,灵敏度虽低些但能确保测定的准确度。第四节 定性和定量分析方法定性分析利用紫外-可见吸取光谱对化合物进展定性鉴别,一般承受比照法。就是将样品化合物的吸取光谱特征与标准化合物的吸取光谱特征进展严格的比照比较;当没有标准化合物时,也可以利用文献所载的化合物标准图谱进展核对。假设吸取光谱完全一样,则两者可能是同一种化合物。但这只是初步推断,还需用其他光谱法进一步证明。由于构造完全一样的物质吸取光谱应完全一样,但吸取光谱完全一样的物质却并不肯定是同一物质。官能团一样的不同的有机物可能有很相像甚至雷同的吸取光谱。假设两者的紫外-可见吸取光谱有明显差异,则确定不是同一种化合物。纯度检查杂质检查假设某化合物在紫外-可见光区没有明显吸取,而所含的杂质有较强吸取,那么含有少量杂质就可从光谱中检查出来。如乙醇或环己烷中可含少量杂质苯,苯在256nm处有吸取峰,而乙醇和环己烷在此波特长无吸取,乙醇中苯含量低达10ppm也能从光谱中检出。假设化合物在某一波特长有较强的吸取峰,而所含杂质在此波特长无吸取或吸取很弱,则测得样品的吸光系数将降低;假设杂质在此波特长比该化合物有更强的吸取,则测得的吸光系数将增大。有吸取的杂质也将使化合物的吸取光谱变形。这些都可作为检查杂质是否存在的依据。杂质限量检查药物中的杂质常需制定一个允许其存在的限度:以某个波长的吸光度值表示:如肾上腺素在合成过程中有一中间体肾上腺酮。,而肾上腺素在此处几乎没有吸取。2023年版药典规定:取本品加盐酸溶液〔9→2023〕,在310nm处测定,,以肾上腺酮在此波特长的E1%1cm值(435)计算,%。以峰谷吸光度的比值表示:如解毒药碘解磷定,,最小吸取波长为262nm。所含杂质为顺式异构体及中间体,在294nm处几乎无吸取,在262nm处有一些吸取。如系纯品,则A294/A262=;如有杂质,则在262nm处A增加,,