UV-VIS实验讲义

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1、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教学要求教学要求1、掌握本实验室、掌握本实验室UV-VIS光谱仪的基本原理光谱仪的基本原理2、了解实验室了解实验室UV-VIS光谱仪的结构及一般应用光谱仪的结构及一般应用3、掌握掌握 Thermo Insight 软件的操作方法软件的操作方法UV-VIS 概述概述l在仪器分析中紫外在仪器分析中紫外可见分光光度法是历史悠久、应用最为广泛的可见分光光度法是历史悠久、应用最为广泛的一种光学分析方法。它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的一种光学分析方法。它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，也就是说采用分子或离子吸收

2、入射光中特定波长的光的吸收作用，也就是说采用分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱来对物质进行定性分析、定量分析及结构分析。光而产生的吸收光谱来对物质进行定性分析、定量分析及结构分析。按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外法，合称为紫外- -可见分光光度法。可见分光光度法。l分光光度法是在比色法基础上发展起来的，两者所依据的原理基本分光光度法是在比色法基础上发展起来的，两者所依据的原理基本相同。由于分光光度法采用了更为先进的单色系统和光检测系统，相同。由于分光光度法采用了更为先进的单色系统和

3、光检测系统，使得分光光度法在灵敏度、准确度、精密度及应用范围上都大大优使得分光光度法在灵敏度、准确度、精密度及应用范围上都大大优于比色法。于比色法。 UV-VIS 的理论基础的理论基础 朗伯朗伯- -比尔定律：比尔定律： 当一束平行的单色光通过含有吸光物质的稀溶液当一束平行的单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、液层厚度乘积时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度、液层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质的本性，入射光波长及温与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。度等因素有关。c c为吸光物质浓度，为吸光物质浓度，l为透光液层

4、厚度。为透光液层厚度。UV-VIS 区域划分区域划分 紫外光区紫外光区: 10400nm 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nn* *弱弱10102 2270270350350B B带吸收右带吸收右含孤对电子含孤对电子的共轭键的共轭键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 由此可见，有机化合物的吸收光谱是建立在

5、由此可见，有机化合物的吸收光谱是建立在nn* * 或或* * 跃迁基础上的，它们跃迁基础上的，它们的吸收峰位于的吸收峰位于200200800nm800nm范围内。范围内。 物质的吸收光谱与测定条件有密切的关系。溶剂极性、温度物质的吸收光谱与测定条件有密切的关系。溶剂极性、温度、pH 等，都对吸收光谱等，都对吸收光谱的形状、吸收峰的位置、吸收强度等产生影响。的形状、吸收峰的位置、吸收强度等产生影响。 首先，溶液的极性对吸收峰的位置有不同的影响。首先，溶液的极性对吸收峰的位置有不同的影响。 * * 跃迁可以发生在任何具有不饱和键的有机化合物分子中，其最大摩尔吸光跃迁可以发生在任何具有不饱和键的有机

6、化合物分子中，其最大摩尔吸光率很大，吸收峰随溶剂极性的增加向长波方向移动，率很大，吸收峰随溶剂极性的增加向长波方向移动，发生红移。发生红移。如苯环的一个氢原子如苯环的一个氢原子被一些基团取代后，苯环在被一些基团取代后，苯环在254nm254nm处吸收带的最大吸收位置和强度就会改变。处吸收带的最大吸收位置和强度就会改变。 n n * * 跃迁跃迁发生在含有杂原子的不饱和化合物中，其最大摩尔吸光系数发生在含有杂原子的不饱和化合物中，其最大摩尔吸光系数max max 比比较小，吸收峰随溶剂极性增加而向短波方向移动较小，吸收峰随溶剂极性增加而向短波方向移动，发生蓝移。，发生蓝移。 例如，水和酒精的蓝移

7、可达例如，水和酒精的蓝移可达30nm30nm以上。以上。 其次，溶剂还影响吸收峰强度和光谱精细结构。因此，当比较标准物质和未知物质其次，溶剂还影响吸收峰强度和光谱精细结构。因此，当比较标准物质和未知物质的紫外吸收光谱时，必须采用同一种溶剂。的紫外吸收光谱时，必须采用同一种溶剂。UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-1 1 1、定性分析、定性分析 用于鉴定有机化合物。通常是在相同的条件下，比较未知物与已用于鉴定有机化合物。通常是在相同的条件下，比较未知物与已知标准物质的紫外光谱图，若两者的谱图相同，则可认为待测样品与知标准物质的紫外光谱图，若两者的谱图相同，则可认为待测样品与已知物质具有相

8、同的已知物质具有相同的生色团生色团。 但应注意，紫外吸收光谱相同，两种化合物有时不一定相同，所但应注意，紫外吸收光谱相同，两种化合物有时不一定相同，所以在比较以在比较maxmax的同时，还要比较它们的的同时，还要比较它们的值。如果待测物质和标准值。如果待测物质和标准物质的吸收波长、吸收系数都相同，则可认为两者时同一物质。物质的吸收波长、吸收系数都相同，则可认为两者时同一物质。 UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-2 用于检出某些官能团用于检出某些官能团, ,推断有机化合物分子的结构推断有机化合物分子的结构 例如化合物在例如化合物在 220 220800nm 800nm 范围内无吸收峰，

9、它可能范围内无吸收峰，它可能是脂肪族碳氢化和物，胺、晴、醇、羧酸、氯代烃和氟是脂肪族碳氢化和物，胺、晴、醇、羧酸、氯代烃和氟代烃，不含双键或环状共轭体系，没有醛、酮或溴、碘代烃，不含双键或环状共轭体系，没有醛、酮或溴、碘等基团。如果在等基团。如果在 250nm 250nm300nm 300nm 有中等强度的吸收带并有中等强度的吸收带并有一定的精细结构，则表示有苯环存在。有一定的精细结构，则表示有苯环存在。UV-VIS 吸收光谱的应用吸收光谱的应用-3 如图为苯在乙醇中的紫外光谱如图为苯在乙醇中的紫外光谱吸收。苯在吸收。苯在180nm180nm和和204nm204nm处有处有两个强吸收带，分别称

10、为两个强吸收带，分别称为E E1 1和和E E2 2吸吸收带，是由苯环结构中三个乙烯的收带，是由苯环结构中三个乙烯的环状共轭体系的跃迁产生的，是芳环状共轭体系的跃迁产生的，是芳香族化和物的特征吸收。在香族化和物的特征吸收。在230230270nm270nm处有较弱的一系列吸收带，处有较弱的一系列吸收带，称为精细结构吸收带，亦称为称为精细结构吸收带，亦称为B B吸吸收带。收带。B B吸收带的精细结构常用来吸收带的精细结构常用来辨认芳香族化和物。辨认芳香族化和物。 若苯环上有助色团如若苯环上有助色团如-OH-OH、-Cl-Cl等取代，由于等取代，由于n n * * 共轭，使共轭，使E2 E2 吸收

11、带向长波移动，并产生精细结吸收带向长波移动，并产生精细结构，因此可以从构，因此可以从E2E2和和B B来确定某些来确定某些取代基的存在。取代基的存在。 苯在乙醇中的紫外吸收光谱苯在乙醇中的紫外吸收光谱UV-VIS 吸收吸收光谱的应用光谱的应用-4 2 2. .定量测定定量测定 紫外可见吸收光谱法是进行定量分析最有用的工具之一。依据是紫外可见吸收光谱法是进行定量分析最有用的工具之一。依据是朗伯比尔定律。该法不仅可以直接测定那些本身在紫外可见光谱朗伯比尔定律。该法不仅可以直接测定那些本身在紫外可见光谱区有吸收的无机物和有机物，还可以通过适当的显色反应使被测物区有吸收的无机物和有机物，还可以通过适当