紫外可见光谱基本原理

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1、第三节紫外-可见光谱基本原理一、Lamber-Beer定律二、吸光系数和吸收光谱三、偏离Beer定律的因素四、透光率的测量误差9/9/20211一、Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。1852年比尔(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。9/9/20212假设一束平行单色光通过一个吸光物体9/9/2021

2、3取物体中一极薄的薄层9/9/20214讨论：1．Lamber-Beer定律的适用条件（前提）入射光为单色光溶液是稀溶液2．该定律适用于固体、液体和气体样品3．在同一波长下，各组分吸光度具有加和性应用：多组分测定9/9/20215二、吸光系数和吸收光谱1．吸光系数的物理意义：单位浓度、单位厚度的吸光度讨论：1）E=f（组分性质，温度，溶剂，λ）当组分性质、温度和溶剂一定，E=f（λ）2）不同物质在同一波长下E可能不同（选择性吸收）同一物质在不同波长下E一定不同3）E↑，物质对光吸收能力↑,定量测定灵敏

3、度↑→定性、定量依据9/9/202162．吸光系数两种表示法：1）摩尔吸光系数ε：（结构分析）在一定λ下，C=1mol/L，L=1cm时的吸光度2）百分含量吸光系数/比吸光系数：（定量分析）在一定λ下，C=1g/100ml，L=1cm时的吸光度3）两者关系9/9/202173．吸收光谱（吸收曲线）：λ~A吸收光谱：又称吸收曲线，是以波长（）为横坐标、吸光度（A）为纵坐标所描绘的图形。特征：峰曲线上比左右相邻处都高的一处；max吸收程度最大所对应的（曲线最大峰处的）谷曲线上比左右相邻处都低的一处

4、；min最低谷所对应的；肩峰sh介于峰与谷之间，形状像肩的弱吸收峰；末端吸收在吸收光谱短波长端所呈现的强吸收而不呈峰形的部分。9/9/202184．吸光度测量的条件选择：1）测量波长的选择：9/9/202192）吸光度读数范围的选择：3）参比溶液(空白溶液)的选择：选A=0.2~0.7注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素对透光率的干扰9/9/202110三、偏离Beer定律的因素依据Beer定律，A与C关系应为经过原点的直线偏离Beer定律的主要因素表现为以下两个方面

5、（一）光学因素（二）化学因素9/9/202111（一）光学因素1．非单色光的影响：Beer定律应用的重要前提——入射光为单色光照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定为了保证透过光对检测器的响应，必须保证一定的狭缝宽度这就使分离出来的光具一定的谱带宽度9/9/2021129/9/202113讨论：入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状结论：选择较纯单色光（Δλ↓，单色性↑）选λmax作为测定波长（ΔE↓，S↑且成线性）9/9/2021142．杂

6、散光的影响：杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内，与所选波长相距较远杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成杂散光可使吸收光谱变形，吸光度变值3．反射光和散色光的影响：反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光直接对T产生影响散射和反射使T↓，A↑，吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除4．非平行光的影响：使光程↑，A↑，吸收光谱变形9/9/202115（二）化学因素Beer定律适用的另一个前提：稀溶液浓度过高会使C与A关系偏离定律9/9/202116四、透光率的测量误差——ΔT影响测定

7、结果的相对误差两个因素：T和ΔTΔT影响因素：仪器噪音1）暗噪音2）讯号噪音9/9/2021171）暗噪音——与检测器和放大电路不确切性有关与光讯号无关9/9/2021182）讯号噪音——与光讯号有关表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，对测定有利9/9/202119第四节紫外-可见分光光度计一、基本组成二、分光光度计的类型仪器可见分光光度计9/9/202121仪器紫外-可见分光光度计9/9/202122一、基本组成光源单色器样品室检测器显示1.光源在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，

8、具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～2500nm。紫外区：氢、氘灯。发射185～400nm的连续光谱。9/9/2021232.单色器将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任波长单色光的光学系统。①入射狭缝：光源的光由此进入单色器；②准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束；③色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅；④聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色光聚焦至出射狭缝；⑤出