UV-VIS实验讲义.ppt
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1、-1/23-赛默飞世尔赛默飞世尔EV 220型型UV-VIS光谱仪光谱仪唐婉莹唐婉莹-2/23-教学要求教学要求1、掌握本、掌握本实验室室UV-VIS光光谱仪的基本原理的基本原理2、了解了解实验室室UV-VIS光光谱仪的的结构及一般构及一般应用用3、掌握掌握 Thermo Insight 软件的操作方法件的操作方法-3/23-UV-VIS 概述概述在在仪器分析中紫外器分析中紫外可可见分光光度法是分光光度法是历史悠久、史悠久、应用最用最为广泛的一种光学分析方法。它是利用广泛的一种光学分析方法。它是利用物物质的分子或离子的分子或离子对某一波某一波长范范围的光的吸收作用,也就是的光的吸收作用,也就是
2、说采用分子或离子吸收入射光中特采用分子或离子吸收入射光中特定波定波长的光而的光而产生的吸收光生的吸收光谱来来对物物质进行定性分析、定量分析及行定性分析、定量分析及结构分析。按所吸收光的波构分析。按所吸收光的波长区域不同,分区域不同,分为紫外分光光度法和可紫外分光光度法和可见分光光度法,合称分光光度法,合称为紫外紫外-可可见分光光度法。分光光度法。分光光度法是在比色法基分光光度法是在比色法基础上上发展起来的,两者所依据的原理基本相同。由于分光光度法采用了展起来的,两者所依据的原理基本相同。由于分光光度法采用了更更为先先进的的单色系色系统和光和光检测系系统,使得分光光度法在灵敏度、准确度、精密度及
3、,使得分光光度法在灵敏度、准确度、精密度及应用范用范围上上都大大都大大优于比色法。于比色法。-4/23-UV-VIS 的理论基础的理论基础朗伯朗伯-比比尔定律:定律:当一束平行的当一束平行的单色光通色光通过含有吸光物含有吸光物质的稀溶液的稀溶液时,溶液的吸光度与,溶液的吸光度与吸光物吸光物质的的浓度、液度、液层厚度乘厚度乘积成正比成正比,即,即 A=c l 式中比例常数式中比例常数与吸光物与吸光物质的本性,入射光波的本性,入射光波长及温度等因素有关。及温度等因素有关。c为吸吸光物光物质浓度,度,l为透光液透光液层厚度。厚度。-5/23-UV-VIS 区域划分区域划分 紫外光区紫外光区:1040
4、0nm 44)210210250250共轭键共轭键B带和带和E带吸收带吸收*B 带中等带中等E1带峰强带峰强E2带峰强带峰强10102 2 10104 4约为约为10103 3230230270(270(K K带右带右)184nm184nm204nm204nm苯环苯环(中心在中心在254nm)R带吸收带吸收n*n*弱弱10102 2270270350350B B带吸收右带吸收右含孤对电子的含孤对电子的共轭键共轭键-16/23-有机化合物吸收峰的影响因素有机化合物吸收峰的影响因素由此可由此可见,有机化合物的吸收光,有机化合物的吸收光谱是建立在是建立在nn*或或*跃迁基迁基础上的,它上的,它们的吸
5、收峰位于的吸收峰位于200200800nm800nm范范围内。内。物物质的吸收光的吸收光谱与与测定条件有密切的关系。溶定条件有密切的关系。溶剂极性、温度极性、温度、pH 等,都等,都对吸收光吸收光谱的形状、吸收峰的位置、吸收的形状、吸收峰的位置、吸收强度等度等产生影响。生影响。首先,溶液的极性首先,溶液的极性对吸收峰的位置有不同的影响。吸收峰的位置有不同的影响。*跃迁可以迁可以发生在任何具有不生在任何具有不饱和和键的有机化合物分子中,其最大摩的有机化合物分子中,其最大摩尔吸光率很大,吸收峰随溶吸光率很大,吸收峰随溶剂极性的增极性的增加向加向长波方向移波方向移动,发生生红移。移。如苯如苯环的一个
6、的一个氢原子被一些基原子被一些基团取代后,苯取代后,苯环在在254nm处吸收吸收带的最大吸收位置和的最大吸收位置和强度就会改度就会改变。n n*跃迁迁发生在含有生在含有杂原子的不原子的不饱和化合物中,其最大摩和化合物中,其最大摩尔吸光系数吸光系数max 比比较小,吸收峰随溶小,吸收峰随溶剂极性增加而向极性增加而向短波方向移短波方向移动,发生生蓝移。移。例如,水和酒精的例如,水和酒精的蓝移可达移可达30nm30nm以上。以上。其次,溶其次,溶剂还影响吸收峰影响吸收峰强度和光度和光谱精精细结构。因此,当比构。因此,当比较标准物准物质和未知物和未知物质的紫外吸收光的紫外吸收光谱时,必,必须采用同一采
7、用同一种溶种溶剂。-17/23-UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-1 1、定性分析、定性分析 用于用于鉴定有机化合物。通常是在相同的条件下,比定有机化合物。通常是在相同的条件下,比较未知物与已知未知物与已知标准物准物质的紫外光的紫外光谱图,若两者的若两者的谱图相同,相同,则可可认为待待测样品与已知物品与已知物质具有相同的具有相同的生色生色团。但但应注意,紫外吸收光注意,紫外吸收光谱相同,两种化合物有相同,两种化合物有时不一定相同,所以在比不一定相同,所以在比较max的同的同时,还要要比比较它它们的的值。如果待。如果待测物物质和和标准物准物质的吸收波的吸收波长、吸收系数都相同,、吸收系
8、数都相同,则可可认为两者两者时同一同一物物质。-18/23-UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-2用于用于检出某些官能出某些官能团,推断有机化合物分子的推断有机化合物分子的结构构 例例如如化化合合物物在在 220220800nm800nm范范围内内无无吸吸收收峰峰,它它可可能能是是脂脂肪肪族族碳碳氢化化和和物物,胺胺、晴晴、醇醇、羧酸酸、氯代代烃和和氟氟代代烃,不不含含双双键或或环状状共共轭体体系系,没没有有醛、酮或或溴溴、碘碘等等基基团。如如果果在在 250nm250nm300nm300nm有有中中等等强度度的的吸吸收收带并并有有一一定的精定的精细结构,构,则表示有苯表示有苯环存在。
9、存在。-19/23-UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-3 如如图为苯在乙醇中的紫外光苯在乙醇中的紫外光谱吸收。苯在吸收。苯在180nm和和204nm处有两个有两个强吸收吸收带,分,分别称称为E1和和E2吸收吸收带,是由苯,是由苯环结构中三个乙构中三个乙烯的的环状共状共轭体系的体系的跃迁迁产生的,是芳香族化和物的特征吸收。生的,是芳香族化和物的特征吸收。在在230270nm处有有较弱的一系列吸收弱的一系列吸收带,称,称为精精细结构吸收构吸收带,亦称,亦称为B吸收吸收带。B吸收吸收带的精的精细结构常用来辨构常用来辨认芳香族化和物。芳香族化和物。若苯若苯环上有助色上有助色团如如-OH、-C
10、l等取代,由于等取代,由于n*共共轭,使,使E2 吸收吸收带向向长波移波移动,并,并产生精生精细结构,因此可以从构,因此可以从E2和和B来确定某些取代基的存在。来确定某些取代基的存在。苯在乙醇中的紫外吸收光苯在乙醇中的紫外吸收光谱-20/23-UV-VIS 吸收吸收光谱的应用光谱的应用-422.定量定量测定定 紫紫外外可可见吸吸收收光光谱法法是是进行行定定量量分分析析最最有有用用的的工工具具之之一一。依依据据是是朗朗伯伯比比尔定定律律。该法法不不仅可可以以直直接接测定定那那些些本本身身在在紫紫外外可可见光光谱区区有有吸吸收收的的无无机机物物和和有有机机物物,还可可以以通通过适适当当的的显色反色
11、反应使被使被测物物质生成在紫外可生成在紫外可见光光谱区有区有强烈吸收的烈吸收的产物,从而物,从而进行定量分析。行定量分析。另另外外,紫紫外外分分光光光光度度法法可可方方便便的的用用来来直直接接测定定混混合合物物中中某某些些组分分的的含含量量。如如环乙乙烷中中的的苯、四苯、四氯化碳中的二硫化碳、化碳中的二硫化碳、鱼肝油中的肝油中的维生素生素A等。等。-21/23-UV-VIS 吸收吸收光谱的应用光谱的应用-5 3.3.纯度度检查 如如果果一一化化合合物物在在紫紫外外区区没没有有吸吸收收峰峰,而而其其杂质有有较强吸吸收收,就就可可方方便便的的检出出该化化合合物物中中的的痕痕量量杂质。例例如如要要鉴
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