【正文】 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 1 第二章 紫外 — 可見分光光度法 引言 紫外－可見吸收光譜 光吸收定律－ LambertBeer定律 紫外－可見分光光度計 分析條件的選擇 UVVis光度法的應(yīng)用 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 2 光譜分析法 ：利用物質(zhì)與光（輻射能）相互作用而建立起來的定性、定量和結(jié)構(gòu)分析方法 。 作用粒子：原子光譜法 分子光譜法和核磁共振波譜法 吸收和發(fā)射光： 吸收光譜和發(fā)射光譜 光的能量： ?射線光譜法、 x射線光譜法、 紫外可見光譜法、紅外光譜法 等 分 類 引言 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 3 紫外可見分光光度法 定義：（又稱：紫外可見吸收光譜法）是根據(jù)溶液中物質(zhì)的分子或離子對紫外 —— 可見光譜區(qū)的輻射能的吸收來研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)的方法。 ?較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，檢出限可達(dá) 107 g/ml， 相對誤差通常為 1%～ 5%。 ?該方法儀器設(shè)備簡單、操作方便、易于掌握和推廣，是常用分析方法之一 。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 4 光是一種電磁波 整個電磁波包括： 無線電波 微波 紅外光 可見光 紫外光 X射線 ? 射線 共同特點：橫向電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，即 c????College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 5 光具有波粒二象性，即波動性和粒子性。 波動性：折射、衍射、偏振及干涉等性質(zhì)。 粒子性：具有動量，光電效應(yīng)。 光的特性 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 6 光子的能量與波長的關(guān)系（反比） ??hchE ??能量 J或 eV Planck常數(shù) 1034 Js 頻率， Hz 光速 108 m/s 波長 nm 1eV= 1019 J ＝ College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 7 例：計算波長為 200 nm的光子的能量 解： ?hcE ?m 10200m / s 102 . 9 9 8sJ 9834????????eV 6 . 2 0J 19 ??? ?College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 8 各種電磁波譜波長范圍 ： 無線電波 1～ 1000 m 微波 103～ 1 m 紅外 ～ 1000 ?m 可見 400～ 800 nm 紫外 100～ 400 nm 近紫外 200～ 400 遠(yuǎn)紫外 100～ 200 X射線 ～ 10 nm 本章重點討論 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 9 紫外－可見吸收光譜 一 .吸收光譜的產(chǎn)生 分子內(nèi)三種運動對應(yīng)三種能級： 電子運動－電子能級 (Electron energy level) 原子之間的相對振動－振動能級 (vibration) 分子轉(zhuǎn)動－轉(zhuǎn)動能級 (rotation) 分子整體能級 E=Ee+Ev+Er College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 10 當(dāng)有一頻率 v , 如果輻射能量 hv恰好等于該分子較高能級與較低能級的能量差時，即有： hvEEE ???? 12分子從基態(tài)能級躍遷到激發(fā)態(tài)能級 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 11 基態(tài) 激發(fā)態(tài) College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 12 Δ E電 =120eV Δ E轉(zhuǎn) = Δ E振 = 在分子能級躍遷所產(chǎn)生的能量變化，電子躍遷能量變化最大，它對應(yīng)電磁輻射能量主要在區(qū)紫外 — 可見區(qū)。 用紫外 — 可見光照射分子時，會發(fā)生電子能級的躍遷，對應(yīng)產(chǎn)生的光譜，稱為電子光譜，通常稱為 紫外 — 可見吸收光譜 。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 13 電子能級躍遷伴隨分子振動和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，因此得到光譜是帶狀光譜。 UVVis是帶狀光譜？ College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 14 二、 物質(zhì)的顏色與吸收光的關(guān)系 當(dāng)一束白光通過棱鏡后就色散成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等顏色的光，它們具有不同的波長范圍。反之，這些不同顏色的光按一定的強(qiáng)度比混合后便又形成白光。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 15 將 兩種適當(dāng)顏色的光按一定的強(qiáng)度比例混合可形成白光，這兩種光稱為 互補(bǔ)色光 。 白光 紅 650～ 750 紫 400～ 450 藍(lán) 450～ 480 綠藍(lán) 480～ 500 綠 500～ 560 黃綠 560～ 580 黃 580～ 600 橙 600～ 650 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 16 ?物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色與吸收光顏色是互補(bǔ)色關(guān)系。 ?若物質(zhì)對白光中所有顏色的光全部吸收，它就呈現(xiàn)黑色。 ?若反射所有顏色的光則呈現(xiàn)白色 ?若透過所以顏色的光，則為無色 。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 17 ?物質(zhì)不同顏色是對光的選擇性吸收 不同物質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)不同， E不同， △ E也不同。 M＋ hν M* 。由于 △ E＝ hν，所以能級差決定 只能吸收特定波長的光。 ?人眼可以比作是定性分析可見光區(qū)分光光度計。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 18 KMnO4溶液吸收525 nm綠青色光 (互補(bǔ)光的 400 nm附近的紫色光 ), 所以 KMnO4溶液呈紫紅色。 例： College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 19 溶液顏色的深淺，決定于溶液吸收光的量，即取決于吸光物質(zhì)濃度的高低。 如 CuSO4溶液的濃度愈高，對黃色光的吸收就愈多，表現(xiàn)為透過的藍(lán)色光愈強(qiáng)，溶液的藍(lán)色愈深。 因此，人眼可以通過比較溶液顏色的深淺來確定溶液中吸光物質(zhì)的濃度大小。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 20 三、吸收光譜 吸收光譜（ 吸收曲線 ）： 不同波長的單色光依次照射溶液，并測量在每一波長處對光的吸收程度的大小（吸光度），并以波長（ ?）為橫坐標(biāo)， 吸光度（ A） 為縱坐標(biāo)作圖，即可得一條吸光度隨波長變化的曲線。 它反映物質(zhì)對各種不同波長光的吸收情況。 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 21 吸收峰 谷 肩峰 末端吸收 College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 22 ?①同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為 最大吸收波長 λ max ?②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似 λ max不變。而對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和 λ max則不同。 吸收曲線的討論： College of Bioengineering, Jimei University, CHINA 23 ?③吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì) 定性分析的依據(jù)之一 (分子內(nèi)部能級分布狀況 )。 ??