第2篇 紫外—可见光光谱法1.ppt

第2章 紫外—可见光谱法 第2章 紫外—可见光谱法 在光谱区域中，把波长为10~760nm的波称为紫外—可见光区。进一步细分为远紫外（10~200nm）和近紫外（200~400 nm），可见光（400~760nm）。 通过研究物质分子对紫外—可见光区的吸收状况进行定量和定性、结构分析的方法称为紫外—可见光谱法。 由于空气中O2、N2、水蒸汽和CO2对远紫外光具有强吸收，因此，研究物质对远紫外的吸收需要在真空条件下操作，故又叫真空紫外。由于真空紫外需要复杂而昂贵的仪器，故应用很少。我们不做详细介绍，而重点研究200~ 760 nm的近紫外—可见光区。由于200~760nm是分子吸收，故又称为分子光谱。 分子光谱是由于分子吸收了紫外—可见光谱后，引起价电子跃迁而产生的，由因此紫外—可见光谱又称电子光谱。 §2-1朗伯—比耳定律 一、吸收曲线 １．三个基本概念： 单色光：单一波长的光称为单色光。 现在激光一般是单色光. 复合光：有多种不同波长的光组合而成的光称为复 合光。 我们日常所见到的光如日光、白炽灯光都 是复合光。 互补色光：能够组成白光的两种色光互称互补色光。 ２．吸光度 用波长为λ的单色光照射某溶液时，入射光强度为I。，透过光强度为I， 则透光率 定义：吸光度 二、朗伯—比尔定律 朗伯通过研究，于1760年指出，吸光度与液层的厚度b成正比，称为朗伯定律。 A=K1b K1为比例系数。 1852年，比尔研究了各种无机盐对红外光的吸收，指出：吸光度与吸光物质的浓度成正比，称为比尔定律。 A=K2C K2为比例系数。 合并二式，即得朗伯—比尔定律。 A=KbC 朗伯－比尔定律：当一束平行单色光通过单一的、均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。 比例系数K称为吸光系数。 例2．有两份不同浓度的某一有色络合物溶液，当液层厚度为1.0cm时，对某一波长的光透光率分别为：（a）65.0%，（b）41.8%，求（1）两份溶液的吸光度A1、A2。（2）如果溶液(a)的浓度为6.5×10-4mol/L，求溶液(b)的浓度。 解： 三、吸光度的加和性 在多组份体系中，如果组分之间不发生相互作用，这时体系的总吸光度等于各组分吸光度之和----称为吸光度的加合性。 四、偏离朗伯比耳定律的原因 1．非单色光的影响 在分光光度法使用的分析仪器中使用的都是连续光源，用单色器分光，用狭缝控制光谱带的宽度，因而投射到吸收溶液的入射光，常是一个有限宽度的光谱带组成的复合光，由于物质对不同波长的光的吸收程度不同，因而引起了对朗伯－比尔定律的偏移。 另一方面，溶液中由吸光物质构成的化学体系，常因条件的变化而形成新的化合物，如重铬酸钾在水中存在平衡： 由于稀释或增加溶液的PH，Cr2O72-就转变为CrO42?，用分光光度法测定Cr2O72-的浓度时，如果稀释溶液或增加溶液的PH值，平衡向右移动，Cr2O72-实际浓度要低于理论计算值。 A=εbC C↓，则A↓，从而偏离朗伯－比尔定律。 实际上，吸光组分的缔合、离解、互变异构、络合物的逐级形成以及与溶剂的相互作用，都将导致偏离朗伯－比尔定律。 §2-2紫外—可见光谱法仪器 1．光源 在吸光光度测量中，要求光源发出所需波长范围的连续光谱，且具有足够的光强度，并在一定时间内保持稳定。 在可见光区测量时，使用钨丝灯作光源。钨丝灯340~2500 nm （本书360~1000nm） 在紫外光区测量时，光源为：氢灯（或氘灯）160~375 nm 。 氘灯的辐射强度比氢灯大4~5倍。 2．分光系统 由入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜、出射狭缝组成。 色散元件： 棱镜：由石英、玻璃制作（普通玻璃不透紫外光），一些低档仪器只能测量可见光部分，使用的棱镜是由玻璃制作。 光栅：根据光的衍射和干涉原理制作 4．检测系统 检测系统是把通过吸收池的透过光强度转变为电信号，并以数字的形式显示出来，它由两部分组成：（1）光电系统，（2）检流计。 （1）光电系统 作用: 将光强度转变为电信号 装置:有硒光电池、光电管和光电倍增管等。