当前课程知识点:现代材料分析方法 > 第三章 波谱分析 > 3.11 紫外-可见吸收光谱的仪器构造与应用 > 紫外-可见吸收光谱的仪器构造与应用
大家好
这节课呢
我们来学习
紫外-可见分光光度计的构造与类型
紫外-可见吸收光谱的应用
紫外-可见分光光度计
由光源、单色器、样品池、检测器
显示系统五部分组成
光源要求光足够强、稳定
在200~1000 nm范围内
连续辐射、寿命长
紫外区常用氘灯
可见光区常用钨灯
单色器由色散棱镜或衍射光栅组成
可将光源发射的复合光分解成
任一波长的单色光并经狭缝送入样品池
样品池用于盛放样品
石英材料适用于紫外区和可见光区
玻璃材料只适用于可见光区
检测器利用光电效应
将透过样品池的光信号变成电信号
常用的有光电池
光电管或光电倍增管
显示系统包括检流计、数字显示
微机自动控制和结果处理
紫外-可见分光光度计的类型
包括单波长分光光度计
和双波长分光光度计
单波长分光光度计
又分为单光束和双光束
如右图所示
其特点是
光束几乎同时通过样品池和参比池
因此可消除光源不稳定产生的误差
双波长分光光度计是
通过切光器使
两束不同波长的光交替通过吸收池
测得吸光度差A
根据郎伯比尔定律得到以下两个方程
SB1和SB2分别为
在1和2处的背景吸收
当1≈2时、SB1≈SB2
二式相减如下
这表明
溶液浓度与两个波长处的
吸光度差成正比
其特点是可测多组份试样、混浊试样
不需参比液
因而消除了参比池差异
和制备空白溶液等产生的误差
同时也克服了电源不稳定产生的误差
灵敏度高
下面我们来介绍一下
紫外-可见吸收光谱的应用
包括定性分析和定量分析
在定性分析方面
对照标准图谱
若未知物吸收光谱
与标准试样中峰的位置
数目和吸收强度完全一致
可初步确定为同一物质
鉴定方法是将样品和标准物用
分别同一溶剂配制成相同浓度的溶液
比较光谱的最大吸收波长
以及在该波长下的吸收强度是否一致
需要注意的是
很多化合物无紫外吸收
或者只有弱吸收
并且谱图简单 特征性不强
因此紫外-可见吸收光谱
一般不用于化合物的结构分析
在定量分析方面
首先我们来看一下
定量分析中的一些术语和符号
光强、用I0和I表示
指1秒内照在1cm2面积上的能量
吸光度用A表示
等于log(I0/I)
透过率用T表示
等于I/I0
光程用b表示
指待测物液层厚度
摩尔吸收系数用ε表示
等于A/bc
当强度为I0的入射光束
通过装有待测物溶液的样品池时
该光束将被部分吸收
未被吸收的光将透过
待测物溶液以及通过散射、反射而损失
从而 I0等于这四部分之和
因此
在样品测量时必须同时采用
参比池和参比溶液来扣除这些影响
在定量分析中的重要公式
是郎伯比尔定律
为摩尔吸收系数
与吸收物质的性质和入射波长有关
b是吸液层厚度
c是溶液浓度 越大
表示灵敏度越高
与波长有关
因此常以来表示
根据郎伯比尔定律
当固定时
A与c成正比
但有些情况下会偏离Lambert-Beer定律
这种偏离由样品性质和仪器决定
样品性质的影响
(1)待测物浓度高
吸收质点间隔变小
质点间相互作用使发生变化
(2)试液中各组份存在相互作用
如缔合、离解、光化反应、异构化
配体数目改变等
(3)溶剂的影响
如溶剂的极性对待测物生色团
吸收峰的强度和位置产生影响
(4)胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失
仪器因素的影响
仪器因素包括光源稳定性
以及入射光的单色性等
紫外-可见吸收光谱的定量分析
是如何进行的呢
定量分析分为单组份定量方法
和多组分定量方法
单组份定量方法最常用标准曲线法
在最大吸收波长下
配制不同浓度的标准溶液Cs
并测量其吸光度A
然后以A为纵坐标、Cs为横坐标
作标准曲线
最后
测定未知物在相同波长下的吸光度
由标准曲线得到未知物浓度
多组分定量方法相对复杂一些
设试样中有两组份 X 和 Y
将其显色后
分别绘制吸收曲线
会出现如图所示的三种情况
X Y组份的最大吸收波长不重叠
相互不干扰
可以按两个单一组份处理
图b和图c X Y相互干扰
此时可通过解联立方程组来
求得组份X和Y的浓度
其中
X Y组份在波长1和2处的
值可由已知浓度的X Y纯溶液测得
解上述方程组即可求得
X Y组份各自的浓度
那这节课的内容就讲到这里
同学们再见
-1.1 X射线的性质及X射线的产生
-1.2 X射线谱
--X射线谱
-1.3 X射线与物质的作用
-1.4 衍射的几何条件
--衍射的几何条件
--衍射的几何条件-小测
-1.5 X射线的衍射方法
--X射线的衍射方法
--X射线的衍射方法-小测
-1.6 X射线的衍射数据
--X射线的衍射数据
--X射线的衍射数据-小测
-1.7 X射线衍射物相定性分析
--X射线衍射物相定性分析-小测
-1.8 物相定量分析方法
--物相定量分析方法
--物相定量分析方法-小测
-第一章测试题
-2.1 显微分析概论
--显微分析概论
-2.2 电子光学基础
--电子光学基础
-2.3 透射电子显微镜结构和成像原理(上)
-2.4 透射电子显微镜结构和成像原理(下)
-2.5 透射电镜的电子像衬度原理
-2.6 电子衍射
--电子衍射
-2.7 薄膜样品的制备
--薄膜样品的制备
-2.8 扫描电镜的工作原理
--扫描电镜的工作原理-小测
-2.9 电子束与固体的相互作用
--电子束与固体的相互作用-小测
-2.10 扫描电镜的结构和性能参数
--扫描电镜的结构和性能参数-小测
-2.11 二次电子像的衬度原理
--二次电子像的衬度原理-小测
-2.12 背散射电子像的衬度原理
--背散射电子像的衬度原理-小测
-2.13 波谱和能谱分析
--波谱和能谱分析
--波谱和能谱分析-小测
-2.14 扫描电镜的样品制备
--扫描电镜的样品制备-小测
-2.15 扫描隧道显微镜
--扫描隧道显微镜-测试
-2.16 原子力显微镜的工作原理及应用
--原子力显微镜的工作原理及应用-测试
-第二章测试题
-3.1 红外光谱概述与原理
--红外光谱概述与原理-小测
-3.2 红外光谱图解析与仪器构造
--红外光谱图解析与仪器构造-小测
-3.3 拉曼光谱概述与原理
--拉曼光谱概述与原理-小测
-3.4 拉曼光谱图解析和仪器构造
--拉曼光谱图解析和仪器构造-小测
-3.5 核磁共振氢谱的基本原理
-3.6 核磁共振谱仪的构造与氢谱解析
-3.7 质谱分析概述及原理
-3.8 离子的类型及质谱基本术语
-3.9 质谱分析及联用技术
-3.10 紫外-可见吸收光谱的基本原理
-3.11 紫外-可见吸收光谱的仪器构造与应用
-3.12 分子荧光光谱的基本原理
-3.13 分子荧光光谱的特征与仪器构造
-第三章测试题
-4.1 电子能谱概述
--电子能谱概述
-4.2 XPS基本原理
--XPS基本原理
-4.3 XPS结果分析
--XPS结果分析
-4.4 俄歇电子能谱(上)
-4.5 俄歇电子能谱(下)
-5.1 DTA基本原理
--DTA基本原理
-5.2 DTA基本结构
--DTA基本结构
-5.3 DTA曲线影响因素
-5.4 DTA定性定量分析
-5.5 DSC基本原理
--DSC基本原理
-5.6 热重法
--热重法
-第五章测试题