第十章紫外可见分光光度法.ppt
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1、紫外-可见分光光度法,Ultraviolet Light (200380nm),+,Visible Light (380800nm),Ultraviolet & Visible Spectrophotometry (UV-Vis),紫外-可见分光光度法,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),对乙酰氨基酚 阿替洛尔 青蒿素 鱼肝油 维生素A、维生素B2、维生素B12 ,“In many applications, other techniques could be employed but none rival UV-Vis spectroph
2、otometry for its simplicity, versatility, speed, accuracy and cost-effectiveness”.,Principles of Instrumental Analysis,What is UV-Vis spectrophotometry? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vis is applied in quantitative analysis?,What is UV-Vis spectrophotometry? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vi
3、s is applied in quantitative analysis?,样 品,I,I0,透光率(transmittance, T),I,I0,样 品,吸光度(absorbance, A),I,I0,A = -lgT = -lg,I,I0,吸收光谱 (absorption spectrum),1,(nm),吸 光 度 (A),1 2 3 4 5 6 n,1 2 3 4 5 6 n,1 2 3 4 5 6 n,末端吸收 (end absorption),肩峰(shoulder peak),吸收峰(peak),谷(valley),What is UV-Vis spectrophotometr
4、y? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vis is applied in quantitative analysis?,样 品,I,I0,?,Absorption,Incoming photon is absorbed by the atom, orbital *orbital, orbital * orbital,n (p) electron,Electronic transitions,* n* * n*,E,跃迁类型 峰位 强弱 分子基团 举例,* 150nm 弱 饱和烃类 CH3-CH3,(max=135nm),n* -200nm 较强 含-OH,
5、 -NH2 CH3Cl,-X,-S等,(max=215nm =140),* -200nm 强 含不饱和键 CH2=CH2,分子,(max=165nm =10-4),n* 200-400nm 较弱 含有杂原子 丙酮,不饱和基团,(max=279nm =10-30),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),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。 (如OH, X),红移(red
6、 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。,增色效应和减色效应:由于化合物结构改变或其它原因,使吸收强度增加称增色效应;使吸收强度减弱称减色效应。,强带和弱带(strong band & weak band):摩尔吸光系数值大于104的吸收峰称为强带;小于102的吸收峰称为弱带。,1.R带 由n*跃迁所产生的吸收带,是杂原子的不饱和基团,如C=O、-NO2、-N=N-等发色团的特征。 特点: 处于长波长区(-300nm),
7、弱吸收。 溶剂极性增强,max短移。 附近有强吸收峰时,R带长移或被掩盖。,吸收带(absorption band) 及其与分子结构的关系,2.K带 由共轭双键*跃迁所产生的吸收带。 特点: 一般出现在较短波长区,210250nm。 为强吸收,max104 共轭双键增加,吸收峰长移,强度增加。,3.B带 是芳香族(包括杂芳香族)化合物的特征吸收带。,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。,5.电荷转移吸收带:是许多无机物和某些有机物混合而得的分子配合物,在外来辐射激发下强烈地吸收紫外可
8、见光,从而获得可见或紫外吸收带。,6.配位体场吸收带:是过渡金属水合离子和显色剂所形成的配合物,吸收适当波长的可见光(或紫外光),从而获得的吸收带。,R带,K带,影响吸收带的因素,1.位阻影响,顺式二苯乙烯 max 280nm (10500),反式二苯乙烯 max 295.5nm (29000),二苯乙烯顺反异构体的紫外吸收光谱,2.跨环效应,3. 溶剂效应 4. pH的影响,What is UV-Vis spectrophotometry? Basic principles of UV-Vis? How UV-Vis is applied in quantitative analysis?,
9、分光光度法的基本定律 朗伯-比尔定律,朗伯-比尔定律,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,Lambert-Beer Law,Lamberts Law (A vs. thickness) Beers Law (A vs. concentration),A ECl,浓度,厚度,吸光系数,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,1. 摩尔吸光系数:是指在一定波长时,溶液浓度为1mol/L,厚度为1cm的吸光度,用表示。 2. 百分吸光系数:是指在一定波长
10、时,溶液浓度为1(W/V),厚度为1cm的吸光度,用 表示。,(单组分)样品的定量方法,(一) 吸光系数法 (二) 标准曲线法 (三) 对照法,(一)吸光系数法,A= ECl,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:,(二) 标准曲线法,Cx,Ax,A,0,Concentration,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,标准曲线 (A=aC+b,r),(三)对照法,待测样品 (Unknown sample),标准样品 (Reference sample),要求-标准
11、溶液的浓度应尽量接近样品浓度,(多组分)样品的定量方法,同单组分定量法,Cb=(A-Aa)/Eb,计算分光光度法,计算分光光度法,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。,计算分光光度法,数值计算法,信号处理法-卡尔曼滤波法,主成分分析法,(一) 数值计算法,1、解线性方程组法,2、双波长法,a(待测),b(干扰),M(混合),3、系数倍率法,KAy2=Ay1 则 KA2=K(Ax2 +Ay2) A1=Ax1+Ay1 A =KA2A1=K(Ax2+Ay2)(Ax1+Ay1)
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