第二十二章紫外可见分光光度法

化学工业出版社

第二十二章紫外可见第二十二章紫外可见分光光度法分光光度法

医药化学基础

高职高专“十一五”规划教材


主要内容主要内容

§22.1§22.1 概述概述

§22.2 §22.2 基本原理基本原理

§22.3§22.3 紫外紫外--可见分光光度法的应用可见分光光度法的应用

医药化学基础



§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念 (( 一一 )) 电磁波的基本性质和分类电磁波的基本性质和分类光是一种电磁波，电磁波具有波动性和光是一种电磁波，电磁波具有波动性和粒子性。粒子性。电磁波的波长、频率和光速之间的电磁波的波长、频率和光速之间的关系为：关系为：

c

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念 (( 一一 )) 电磁波的基本性质和分类电磁波的基本性质和分类根据波长（频率）大小将电磁波划分为根据波长（频率）大小将电磁波划分为若干个区域：若干个区域：光谱区波长范围跃迁类型分析方法光谱区波长范围跃迁类型分析方法

γγ 射线射线 1010-3-3-0.1nm -0.1nm 核能级核能级 XX 射线射线 0.1-10 nm 0.1-10 nm 内层电子能级内层电子能级 XX 射线光谱法射线光谱法远紫外区远紫外区 10-200 nm 10-200 nm 内层电子能级内层电子能级真空紫外光度法真空紫外光度法近紫外区近紫外区 200-400 nm 200-400 nm 价电子或成键电子能级紫价电子或成键电子能级紫外光度法外光度法可见光区可见光区 400-760 nm 400-760 nm 价电子或成键电子能级比色及可价电子或成键电子能级比色及可见光度法见光度法

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念 (( 一一 )) 电磁波的基本性质和分类电磁波的基本性质和分类根据波长（频率）大小将电磁波划分为若干个区根据波长（频率）大小将电磁波划分为若干个区域：域：

光谱区波长范围跃迁类型光谱区波长范围跃迁类型分析方法分析方法

近红外区近红外区 0.76-2.5 μm 0.76-2.5 μm 分子中涉及氢原子的振动近红外光光度法分子中涉及氢原子的振动近红外光光度法中红外区中红外区 2.5-50 μm 2.5-50 μm 分子中原子的振动及分子的转动中红外光光度法分子中原子的振动及分子的转动中红外光光度法远红外区远红外区 50-1000 μm 50-1000 μm 分子转动能级远红外光光度分子转动能级远红外光光度法法微波区微波区 0.1-100 cm 0.1-100 cm 分子转动能级微波分子转动能级微波光谱法光谱法无线电波区无线电波区 1-1000 m 1-1000 m 电子和核自旋核磁共振电子和核自旋核磁共振光谱法光谱法

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念 (( 一一 )) 电磁波的基本性质和分类电磁波的基本性质和分类

光子能量：光子能量：例例 22-122-1 计算波长计算波长 λλ 为为 300 nm300 nm 的紫外光的光的紫外光的光子能量子能量 JJ （分别用焦耳和电子伏特表示）。（分别用焦耳和电子伏特表示）。

hchE

m10300

sm103sJ10624.69

1834

hchE J

eV13.4eVJ10602.1

J1062.6119

19

evE

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念（二）物质与光的作用（二）物质与光的作用（（ 11 ）无能量传递）无能量传递（（ 22 ）有能量发生变化：）有能量发生变化：物质粒子如原子、分子、离子等总是处于特物质粒子如原子、分子、离子等总是处于特定的不连续的能量状态，各状态对应的能量称定的不连续的能量状态，各状态对应的能量称为为能级能级

△ △E=hνE=hν

能级跃迁能级跃迁基态

激发态

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念（二）物质与光的作用（二）物质与光的作用具有同一波长（或频率）的光称为具有同一波长（或频率）的光称为单色光单色光，，而由不同波长的光组合而成的光称为而由不同波长的光组合而成的光称为复合光复合光。。如果把适当颜色的两种光按一定强度比例如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合也可得到白光，这两种颜色的光称为混合也可得到白光，这两种颜色的光称为互补互补色光色光。。

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§22.1 §22.1 概述概述一、光谱分析的基本概念一、光谱分析的基本概念（二）物质与光的作用（二）物质与光的作用

光的互补色示意图光的互补色示意图

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§22.1 §22.1 概述概述二、光谱分析的分类二、光谱分析的分类11 ．根据电磁辐射的本质：．根据电磁辐射的本质：分为分为分子分子光谱法和光谱法和原子原子光谱法光谱法

2. 2. 根据辐射能量传递方式：根据辐射能量传递方式：分为分为发射发射光谱、光谱、吸收吸收光谱、光谱、荧光荧光光谱法、光谱法、拉曼拉曼光谱法等光谱法等

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§22.1 §22.1 概述概述三、紫外三、紫外 -- 可见分光光度法的特点可见分光光度法的特点

（（ 11 ）灵敏度高）灵敏度高（（ 22 ）准确度和精密度高）准确度和精密度高（（ 33 ）选择性好）选择性好（（ 44 ）操作简单）操作简单（（ 55 ）应用广泛）应用广泛

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§22.2 §22.2 紫外紫外 -- 可见分光光度法的可见分光光度法的基本原理基本原理

一、光的吸收定律一、光的吸收定律 (( 一一 ) ) 透射率和吸光度透射率和吸光度

TT 的取值范围为的取值范围为 0.00%0.00% ～～ 100. 0%100. 0%

TT 愈大，物质对光的吸收愈少愈大，物质对光的吸收愈少

%1000

I

IT t

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一、光的吸收定律一、光的吸收定律 (( 一一 ) ) 透射率和吸光度透射率和吸光度

AA 的取值范围为的取值范围为 0.000.00 ～∞～∞ AA 愈大，物质对光的吸收也愈大愈大，物质对光的吸收也愈大


tI

ITA 0lglg

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一、光的吸收定律一、光的吸收定律 (( 二二 )) 光的吸收定律光的吸收定律

朗伯朗伯 -- 比尔定律：比尔定律：


LkA 1

ckA 2

cLKA

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一、光的吸收定律一、光的吸收定律 (( 二二 )) 光的吸收定律光的吸收定律吸光度具有加和性：吸光度具有加和性：


n

nn AAAAA1

21

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二、吸光系数二、吸光系数1. 1. 摩尔吸光系数摩尔吸光系数

摩尔吸光系数摩尔吸光系数是指样品浓度为是指样品浓度为 1mol·L1mol·L-1-1 的的溶液置于溶液置于 1cm1cm 样品池中，在一定波长下测得样品池中，在一定波长下测得的吸光度值。用符号的吸光度值。用符号 εε 表示表示


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二、吸光系数二、吸光系数2. 2. 质量吸光系数质量吸光系数质量吸光系数质量吸光系数是指样品浓度为是指样品浓度为1g·L1g·L-1-1 的溶液置于的溶液置于 1cm1cm 样品池中，在一定波样品池中，在一定波长下测得的吸光度值。用符号长下测得的吸光度值。用符号 aa 表示表示质量吸光系数与摩尔吸光系数的关系为：质量吸光系数与摩尔吸光系数的关系为：


Ma

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二、吸光系数二、吸光系数3. 3. 百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数百分吸光系数也中比吸光系数也中比吸光系数 ,, 是指溶是指溶液浓度在液浓度在 1%1% （（ 1g/100ml1g/100ml ），液层厚度为），液层厚度为1cm1cm 时，在一定波长下的吸光度值时，在一定波长下的吸光度值


10%11

ME cm

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二、吸光系数二、吸光系数例例 22-222-2 用氯霉素（分子量为用氯霉素（分子量为 323.15323.15 ）纯品配）纯品配制制 100ml100ml 含含 2.00mg2.00mg 的溶液，以的溶液，以 1.00cm1.00cm 厚的厚的比色皿为吸收池，在波长为比色皿为吸收池，在波长为 278nm278nm 处测得其处测得其透射率为透射率为 24.3%24.3% ，试计算氯霉素在，试计算氯霉素在 278nm278nm 波波长处的摩尔吸光系数和比吸光系数长处的摩尔吸光系数和比吸光系数 614.0243.0lglg TA

30711000.2

614.03

%11

lc

AE cm

992010

15.323307

10%11

ME cm


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三、吸收光谱三、吸收光谱

λminλmax λmaxλshλmin

A

谷

末端吸收肩峰

吸收峰

谷

吸收峰

λ


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四、紫外四、紫外 -- 可见分光光度计可见分光光度计

紫外紫外 -- 可见分光光度计基本结构图可见分光光度计基本结构图


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§22.3 §22.3 紫外紫外 -- 可见分光光度法的可见分光光度法的应用应用

一、定性分析一、定性分析11 ．光谱对照．光谱对照

22 ．特征数据比较．特征数据比较例例 22-322-3

α-α- 紫罗兰酮紫罗兰酮 β-β- 紫罗兰酮紫罗兰酮 228nm 298nm 228nm 298nm

O O

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二、定量分析二、定量分析 11 ．单一组分的测定．单一组分的测定（（ 11 ）绝对法）绝对法例例 22-422-4 已知维生素已知维生素 BB1212 在在 361nm361nm 处的质量吸处的质量吸光系数为光系数为 20.7L·g20.7L·g-1-1·cm·cm-1-1 。精密称取样品。精密称取样品30.0mg30.0mg ，加水溶解后稀释至，加水溶解后稀释至 1000ml1000ml ，在该波，在该波长处用长处用 1.00cm1.00cm 吸收池测定溶液的吸光度为吸收池测定溶液的吸光度为0.6180.618 ，计算样品溶液中维生素，计算样品溶液中维生素 BB1212 的质量分数。的质量分数。


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二、定量分析二、定量分析 11 ．单一组分的测定．单一组分的测定（（ 11 ）绝对法）绝对法例例 22-422-4

解：解： 1

11Lg0299.0

cm00.1cmgL7.20

618.0

La

Ac测

%7.99%100g1030

L0.1Lg0299.03

1


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二、定量分析二、定量分析 11 ．单一组分的测定．单一组分的测定（（ 22 ）标准对比法）标准对比法根据朗伯根据朗伯 -- 比尔定律：比尔定律：

xcLKAx

ss cLKA s

sxx A

cAc


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二、定量分析二、定量分析 11 ．单一组分的测定．单一组分的测定（（ 33 ）标准曲线法）标准曲线法配制一系列浓度不同的标准溶液，绘制配制一系列浓度不同的标准溶液，绘制标准曲线标准曲线


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二、定量分析二、定量分析 22 ．多组分的测定．多组分的测定（（ 11 ）吸收光谱互不重叠）吸收光谱互不重叠


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二、定量分析二、定量分析 22 ．多组分的测定．多组分的测定（（ 22 ）吸收光谱部分重叠）吸收光谱部分重叠

L

LcAc

Y

xXYX

Y

2

22


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二、定量分析二、定量分析 22 ．多组分的测定．多组分的测定（（ 33 ）吸收光谱相互重叠）吸收光谱相互重叠

L

AAc

YXYX

YXYYXY

X)( 1221

2112

L

AAc

XYXY

YXXYXX

Y)( 1221

2112


The end.

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