现代材料测试方法与分析
张兴华 [email protected] Tel: [1**********] QQ: 371932704
紫外－可见分光光度法
Ultraviolet and Visible Spectrophotometry
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
定义： 通常是指研究200-780nm光谱区域 内，物质分子或离子对光辐射吸收的一 种方法，也称为吸光光度法或分光光度 法。 利用有色溶液对可见光的吸收来进 行定量测定， 称为比色法。
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
历史（1）
公元60年 古希腊 普里尼 五倍子浸出液估测醋中Fe 十九世纪30-40年代 比色是一种普遍分析方法 利用金属离子本身颜色或无机显色剂 MnO4NH3 使Cu2+ Co2+显色 方法：目视比色法 系列标样
Cs C 2s C 3s C 4s C 5s
Cx
比较颜色深浅
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
历史（2）
1852年 Beer定律 1868年 布特列洛夫 1870年 杜包斯克 目视比色计 浦氏光度计 1911年 贝格尔 硒光电池比色计 1918年 美国国家标准局 第一台分光光度计 20世纪30-40年代 E.B.Sandell“痕迹金属比色测定” 20世纪50年代 有机显色剂 近二、三十年 信息技术，高新技术，联用技术
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
• 选择吸收及吸收光谱 • 光的吸收定律及定量分析 • 光度分析的拓展及其应用
紫外－可见分光光度法
选择吸收及吸收光谱
1. 选择吸收
宏观现象 KMnO4 (紫红色) 吸收白光中的 CuSO4 (蓝色) 吸收白光中的 互补色 黄绿色 黄色
结论 ⑴同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸 收能力，称之谓选择吸收现象。 ⑵不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。 ⑶溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波 长带。
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1. 选择吸收
量子解释（1）
入射光的能量 能级间的能量差
hν = hc/λ = E2-E1 = ∆E
普朗克条件 ∆E ？
一个分子的总能量
E =E内能+ E平动能+ E电+ E振+ E转
固有 连续变化 量子化
∆E = ∆E电+∆E振+∆E转
紫外－可见分光光度法
1. 选择吸收
量子解释（2） ∆ E = ∆ E 电 + ∆ E 振+ ∆ E 转
1~10eV 0.05~1eV 10-4~0.05eV
10
10~100
n
V
5eV ± 0.1eV ±0.005eV 250nm ± 5nm ± 0.25nm
∆J=±1 ∆V=±1 ∆J=±1 ∆n=±1 ∆V=±1 ∆J=±1 J
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1. 选择吸收
量子解释（3） (1) 物质对光呈现选择吸收的原因： 单一吸光物 质的分子或离子只有有限数量的量子化能级 的缘故。 (2) 选择吸收的性质：反映了分子内部结构的差 异，各物质分子能级千差万别，内部各能级 间的间隔也不相同。 • 形成吸收带：电子跃迁时不可避免要同时发 生振动能级和转动能级的跃迁。
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2. 吸收光谱
透光度： T= I / I0 单色光 I0 吸光度： A=lgT-1=lg(I0/I) 透射光谱： T~ λ图 吸收光谱：A~ λ图 λmax
吸收峰值波长
I
Amax
∆λ
吸收带宽 （半峰宽）
吸收峰值吸光度 摩尔吸光系数
εmax
物质的能量特征
强度特征
紫外－可见分光光度法
2. 吸收光谱
KMnO4吸收光谱：
A - λ 图
525n m
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3. 吸收光谱的获得
Cary分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
HP分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外可见分光光度计基本结构有五部分组成
主要类型有： 手动型 1、单波长、单光束分光光度计
λλλ
λ I 0′ I0
I A
光源 单色光器 吸收池 钨灯 滤光片 卤钨灯 单色器- 光栅 氢灯或氘灯 棱镜
检测器 显示记录 光电池 电表 光电管 记录仪 光电倍增管 计算器系统
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
单色器后单束平行光，参比液和样品液轮流进入光路。 常用于简易型的仪器。 适合定波长的吸光度测量，进行定量分析。
扫描型 2、单波长、双光束分光光度计 λλλ λ I 0′
I I0 A～λ
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
单波长、双光束分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
3、双波长、 双光束分 光光度计
∆A～λ
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
阵列型
4、全波长光度计
多色仪
检测器
二极管阵列 CCD(Charge coupled device)
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
不同的物质对光有不同的选择吸收——有何规律 λmax ， εmax 描述
①概念
生色团 助色团 红移 (向红) 蓝移 (向蓝) 浓色效应(增色效应) 浅色效应(减色效应) 强带 (εmax>104) 较强带 (104 > εmax> 103) 弱带 (εmax
εmax
λmax
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4. 光谱类型
② 类型
有机物 n电子（n轨道） H C π电子（π轨道） σ电子（σ轨道） H
σ* 反键轨道 π* 反键轨道 n未成键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道 σ→σ* π→π* n→σ* n→π*
～300nm 更弱带 （杂环时，较强带 ）
O
λmax ﹤ ﹤190nm εmax 较强带
≈﹥200 nm ﹥200nm（S,N,Br,I） ﹤190nm (O,Cl) 弱带
强带 (共轭时，红移 )
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4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ） 说明一：含O、Cl有机物， 常用作紫外吸收光谱测量的溶剂 说明二： π→π*共轭体系中发生红移 共轭体系（K带） λmax（红移） εmax (增色）
C=C C=C-C=C C=C-C=C-C=C 177 nm 210 nm 250 nm 10000（气） 21000（己烷） 22500（己烷） E1吸收带 E2吸收带 B吸收带 无精细结构 低分辨率精细结构 精细结构吸收带
共轭封闭体系（苯） λmax
E 带π→π* B带 185 nm 204 nm 254 nm
εmax
50000 7000 200
取代基时， E 带红移
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4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ） 说明三： n→π* ，π→π*在有机化合物中最有用。 ●溶剂效应 溶剂极性影响电子极性 稳定 能量↓（n电子π*电子π电子） ⑴ λmax ∆E 1 ∆E 2
∆E 1 ‘ ∆E 2 ‘ π→π* n→π* 非极性溶剂 极性溶剂 例：环己烷→乙醇 π→π* 环己烷→乙醇 n→π* 环己烷→水 n→π*
∆E1>∆E1' 红移 ∆E2
红移 蓝移 蓝移
10-20 nm -7 nm –15 nm
⑵吸收带结构 气相 -精细结构, 非极性溶剂-部分消失, 极性溶剂-进一步消失 ●温度影响 很低温度时，λmax红移，精细结构吸收峰出现，εmax↑
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ）
苯（B 带）精细结构
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4. 光谱类型
② 类型
有机物、无机物中电荷转移吸收带 hν D—A → D+—A− 电子给予体 电子接受体 分子内部的氧化还原过程，激发态是这一过程的产物
hν = ID - EA - C
D电离电位 A电子亲和势
A-D 间静电作用力
特点：▲谱带较宽的强带
▲谱带处于长波长处 ▲
例如：
hν Fe3+—CNS → Fe2+—CNS
εmax>104
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4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带
εmax=10-1-102 弱带 λmax 可见光区（少量落在紫外及近红外光区）
d-d 跃迁（吸收峰较宽） 过渡金属 3d，4d电子 配合物的结构研究 f-f 跃迁（吸收峰较窄） 镧系和锕系元素 4 f，5 f电子
?1
?2
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4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带
为什么在配位场作用下才可能发生d -d ，f-f 跃迁呢？
▲ 过渡元素、镧系和锕系元素在真空下，原子、离子的d轨道 和f轨道是简并的。 ▲ 在配位体场影响下，简并能级发生分裂成不同能量组轨道。
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4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带 为什么d-d跃迁的吸收峰较宽，f-f跃迁的吸收峰 较窄呢？
▲外层d电子跃迁时容易受外界环境（溶剂、配位体）的影响 ▲ f电子在内层，受外层轨道电子的屏蔽，不易受溶剂、配位体影响
Ce58 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5p6 6s2 Pr59 Nd60 … Ho67
4f 2 5s2 4f 3 4f 4 4f 11
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4. 光谱类型
③ 小结
lg ε
6 5 4 100000 远UV 50000 UV
波数cm-1
33000 25000 20000 16667 Vis 共轭 14286 12500
π σ → σ*
→
π*
电荷转移
n 3 2
1 10 100 200 300
杂环
→π*
n
→
σ* n → π*
共轭
配位体场吸收带 400 500 600 700 800nm
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
① Beer定律
▲单色光 ▲∥⊥入射 ▲溶
液均匀 ▲ 吸光质点行为相互无关 Lambert定律 Beer定律 -dIx=kxIxdx -dIc=kcIcdc -dIx/Ix=kx dx -dIc/Ic=kcIcdc 积分，I0→Ix 0→b I0 → Ix 0 →c ln(I0/I) = kx b ln(I0/I) = kc c A = lg(I0/I) = k1 b A = lg(I0/I) = k2c 合并 A = lg(I0/I) = a b c Lambert-Beer定律 简称Beer定律
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1.吸收定律及影响因素
用量子观点推导Beer定律
① Beer定律
吸光质点总数 n
I0
IX
I
吸光体的总截面积 s
dx b 从统计学的观点看 光的俘获分数 —— = —— Ix s
分子的俘获截面 α
αdn
俘获光子的几率
−dIx
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1.吸收定律及影响因素
① Beer定律
( 用量子观点推导Beer定律 )光束通过b厚度 ，积分。 由 吸光度的定义： I0 αn A = lg — = —— I 2.303s n s=V/b A = 0.4343⋅NA α ⋅ b ⋅ —— NA⋅V dm3
Avogadro常数 cm 吸光质点的浓度c（mol⋅dm−3）
A = 0.4343×6.023×1023×10−3α b c = 2.614×1020α b c
A=εbc
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1.吸收定律及影响因素
几点说明
① Beer定律
ⅰ 推导Beer定律的四点假定 ⅱ 加和性 A = b （ ε1 c1 + ε 2 c2 + ε3 c3+
（1）n 种互不作用的吸光物质
……
+ ε n cn）
（2）同一波长
ⅲ
ε = 2.614×1020α α = (1/3) σ ρ
统计常数 可以估算得 分子大小截面 跃迁几率 10-15cm2 (0.05 ~ 0.5) ε ≯105 , 实际情况 ε 在 104~103。
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1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
物质 ↑↓ → 信号 能量 A=εbc 令b=1cm A=ε c
● 样品溶液因素 ⅰ 基本限制 ≯ 0.01 mol / L 浓度→分子或离子间距缩小→电荷分布改变→吸收能力 高浓度 → n 改变 → ε 改变 ⅱ 溶剂影响 ⅲ “非真”吸收 ⅳ 试剂，溶剂中的杂质
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1. 吸收定律及影响因素 ② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 样品溶液因素 ⅴ 溶液组分间的相互作用不可避免---即平衡影响--化学误差 ： 例一 Cr2O72-离子在水溶液中存在着二聚平衡
Cr2O72-+H2O ⇔ 2HCrO42- ⇔ 2H+ + 2CrO42橙 黄 吸收绿蓝 光（450nm） 吸收蓝 光（375nm） A
比尔定律 发生了正偏差
0.033 0.050 0.100 c
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1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 样品溶液因素 ⅴ 溶液组分间的相互作用不可避免 ---即平衡影响---化学误差 例: Fe3+ - 水杨酸受 pH 影响
pH Fe(C7H4O3)+ 紫色 ＜4 ———— 9 Fe(C7H4O3)2红色 ———— 12＞ Fe(C7H4O3)33Fe(OH)3↓ 黄色
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） 单色器提供的单色光 λ0 是具有 一定的通带宽度， ∆λ (即带宽） 定量分析时取 ∆λ 为吸收峰宽 ∆λ′的1/8—1/10时，误差可不计 a.
对測量的具体影响 ● λ0一定 ∆λ↑ ∆A↑ ∆A A实 -A真 = σA为二次方影响 ∆λ↓ A实≈A真 ∆λ↓↓↓ ，∆A≈0不切实际
ⅰ 仪器的单色光
∆λ
λ0
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1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素）
ⅰ仪器的单色光
a.对測量的具体影响 ● ∆λ 一定 不同λ0，∆A不同
∆A1 ∆A2
λ01：峰 ∆A1小 σA影响小 λ02：陡坡 ∆A2大 σA影响大
● λ0，∆λ 一定 ∆A 正比于c λ02 λ01 σA 随(∆A)2变化，使A -c 曲线（向c 弯曲）
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1. 吸收定律及影响因素 ② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅰ仪器的单色光
b.狭缝对提供单色光性能的关系 I
∆λ λ 1′ λ 0 λ 2′
入射狭缝S1＜出射狭缝S2 单色光不纯
λ1 λ0 λ2
S1 =S2 λ0 ,Imax
λ1″λ0 λ2″
S1 ＞ S2 光不纯 ,I↓
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1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅱ 光程问题
●光束倾斜 n n’ n R ● 试样容器的窗面平行 ∠R ∆A/A % ±0.02mm 20 0.020 0.11 50 0.38 100
●内反射损失
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1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅲ 杂散光
定义 表示法：杂散光分数 S = Is / I0 杂散光存在时的测量值 几点说明： ● 一台高质量的紫外可见光光度计，杂散光应很小 ● 在仪器光谱感应区的极端，杂散光引起的误差较大 ● 高吸光度时，杂散光引起的相对误差大
1 I + Is 1+S 1+S A M =lg — = −lg ——— =lg ———-- = lg —— TM I0 + I s (I/I0)+S T +S
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1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c A = -lgT = a b c → ∆c/c = (0.4343 ∆T)/(T lgT)
∆T 与 T 的关系
∆T = k1 a.暗电流，放大器噪声，0%T值的不精确性
b.热噪声 c.有限读出分辨率
∆T= k2(T＋T2)1/2 d.信号的散粒噪声 ∆ T = k3 T e.光源的闪变噪声
f.吸收池定位的不精确性
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1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c 低中档仪器 c(有限读出分辨率)为主要因素 ∆T = k1 = ±0.005 ∆c/c = 1.5 - 3 % ±0.003 ∆c/c = 1 – 2 % 在 10-80% T 即 0.1-1.0 A）时，误差小
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c 高级分光光度计 d. f.为主要因素 一般 k2 = ±0.003
误差小 0.2 - 2.5 A k3 = ±0.003 A →∞ ∆c/c → 0 综合 k2， k3 一般在 0.8 - 1.5 A ∆c/c 小
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2. 定量分析方面
① 定量測定的溶液体系
● 在測量条件下，仅有单一物质有吸收 • 被測物质本身有较大吸收，即 εmax 大 物质溶液体系直接測量 A • 被測物质本身吸收小，无 物质转化为有色物測量 A
显色反应 显色剂-------无机显色剂 有机显色剂（具有不饱和键基团） —N=N ＞C=O ＞C=S —NO2 —N=O
影响显色反应因素 络合物稳定性, 显色剂用量, pH , 温度, 时间, 溶剂
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2. 定量分析方面
① 定量測定的溶液体系 ● 在測量条件下，仅有单一物质有吸收 ● 在測量条件下，体系内有多种物质有吸收
ⅰ 物质分离各组分 ⅱ 物质的化学掩蔽 ⅲ 信息分离处理
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2. 定量分析方面
② 定量測定的光度測量
●波长 λmax ●单色器宽度 ∆λ单≤ (1/8—1/10）∆λ吸 ● A 值 落在∆c/c 较小区域 ●参比液 消除除測定组分外引起吸收变化的影响 ●溶剂 溶解能力,吸收峰,稳定性,对被測吸收峰的影响 A=1时，短波长端临界波长值（nm）
200 210 230 245 265 280 水 甲醇 甘油 氯仿 四氯化碳 苯 正己烷 乙醇 二氯甲烷 正庚烷 异丙醇 环己烷 305 吡啶 330 丙酮
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2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
xi 编码 间接法
用标准物校正 定函数 y=f(x) 定量基本关系式 A = ε bc = K c 待定 与实验条件有关
xi’ 解码 直接法
用确定的 y=f(x) 计算
A = a 1%1cm, λmax · c
标准吸光系数
绝对法 （吸光系数法）
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2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
● 单组份測定 A=Kc ⅰ 外标法 ▲单个标样cs --直接比较法--求待定系数K---解析法 （标准对照法） cx=(Ax · cs)/As ▲系列标样---标准曲线法---求K 的平均----图解法 （工作曲线法） 作As — cs 图，求K
由图查Ax 的cx 值
解析法
拟合线性方程，定K 由方程解Ax 的cx 值
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2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
ⅰ 外标法 ● 单组份測定
注意点： ㈠ 标准样cs 的确定
单个标样时cs 应与cx 值接近 系列标样时cx 值应处于系列溶液浓度中间
㈡ 用于简单试样体系 ㈢ 系列标样比单个标样更准确
紫外－可见分光光度法
2 . 定量分析方面
③ 定量校正方法
● 单组份測定 ⅱ 标准（试样）加（减）入法 〔增（减）量法〕 ▲单个标样加入---标准加入法—— 解析法
（试样）（减）
cx= (Vs · cs/ V）〔Ax / （As+ x -Ax）〕
▲系列标样加入---系列标准加入法----图解法
（连续标样加入） （连续标准加入法）作A— Vs 图，求A=0 时Vs 值
由 cx= -Vs · cs/ V 计算
解析法
拟合线性方程，由方程解Ax时的V
s 值 由 cx= Vs · cs/ V 计算
紫外－可见分光光度法
2.定量分析方面
③ 定量校正方法 ● 单组份測定 ⅱ 标准(试样)加(减)入法[增(减)量法] 注意点： ㈠标准样cs 的确定
加入标准样cs ﹥cx · 100，Vs＜V/100 保持各測试溶液浓度在同一数量级，基体相似
㈡ 用于复杂试样体系，或试样量少场合。 ㈢ 系列标样加入比单个标样加入更准确。
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2.定量分析方面
③ 定量校正方法
● 多组份体系測定（信号重叠时） 加和性原则 m 个波长处，建 m 个方程 A
λ1 A1=A1a+A1b+ … =K1a ca+K1b cb+ … λ2 A2=A2a+A2b+ … =K2a ca+K2b cb+ … λm Am =Ama+Amb+ … =Kma ca+Kmb cb+ … λ1 λ2 λ
∑ Aj =∑ ∑ Aji =∑ ∑(Kji ci) j=1,2, … m 波长点数 j=1 j=1 i=1 j=1 i=1 i=1,2, … n 组份数（m≥n）
m m n m n
a b
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
③ 定量校正方法 ⅰ 外标法
单组 (n个组份)混合标样 csi ,
測定Asj , 求Kji （j=1,2, … m ，i=1,2, … n ） 測定Axj , 求cxi
● 多组份体系測定(信号重叠时）
系列组 (n个组份)混合标样 csi ×组数
測定Asj ×组数, 求平均Kji （j=1,2, … m ，i=1,2, … n ） 測定Axj , 求cxi 求解方程组：① m = n 方法 ② m﹥ n 方法
ⅱ 标准加入法?
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
① 灵敏度
●一般定义 S’=dY/dX
吸光度法中 S’=dA/dc 或 S’= ∆A/∆c 当 b=1 时， S’ = ε
●桑德尔（Sandell）灵敏度S 定义
一定波长，一定带宽，光程1cm时， 测得吸光度为0.001， 每毫升溶液所含吸光物质的微克数，单位µg⋅cm-2。
ε = F/S
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
●注意点
1 同一 ε 值，不同元素，因其 F 值不同，S 不同。 2 经显色反应，组份变为吸光物质，使用S 时并不要求 知道吸光物质组成。 3 一般元素 S 值为 0.001~ 0.01 µg ⋅cm-2。 4 最小检测浓度 cmin= S / b = F / ε b (µg ⋅ cm-3)
例：Fe2+--邻二氮菲 F：55.85 ε: 1.1×104 b:1 cm cmin= 0.0050 µg ⋅ cm-3 =1×10-7 mol/L
5 使用灵敏度摡念时，要区分光度(显色)反应灵敏度和 分析方法灵敏度，光度反应灵敏度是分析方法灵敏 度的核心。
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
●提高灵敏度的基本途径
改善分子的光度特性 ▲ 更灵敏的显色试剂 ▲ 多元配合物或表面活性剂 ⅱ 利用化学反应 ▲ 放大反应，转换为ε 大的物质 ▲ 利用动态的化学动力学方法 仪器 ⅲ 改进測量技术 ▲ 下降最小A 值，下降散射光 ▲ 提高单色性，利用吸收窄峰 ▲ 加长吸光光程 试样 ⅰ
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
② 选择性（干扰问题） ● 选择性试剂
特效试剂
● 分离是消除干扰 ● 提高分光光度法选择性的途径
试样(1)寻求高选择性的试剂，引入分析功能团 (2)用化学方法改进溶液体系，掩蔽法 仪器(3)采用新的测量技术，包括信息处理技术
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡
●指示剂离解常数 [其实质是求解联立方程 ] ●配合物研究 [组成（配位数） 稳定常数] 摩尔比法 M + L= ML
总浓度为c时有 Am= ε b c A = ε b [ML] Am 配合物的离解度 α =(c-[ML]) /c=(Am-A)/Am A 平衡时有 [ML ] = (1−α)c [M] =α c [L] =α c [ML] (1−α)c A/ Am K稳= ———— = ———— = ——————— [M] [L] αc αc {(Am-A)/Am }2 c
0.5
1.0
1.5
[L] / [M]
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡 ③介绍一种联用技术——光谱电化学
(紫外一可见区)
以电化学方法激发信号，光谱技术跟踪检测。
利用分子在氧化态和还原态时吸光度的变化， 由吸光度的变化求得氧化态和还原态浓度比。再 根据所加的电极电位，由能斯特方程，作图求出 斜率，求得电子转移数n；由截距求得式电位ϕ0′´ 。还可研究电化学其他参数，电极过程。
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡 ③介绍一种联用技术——光谱电化学 这方法在生物分子研究中很有用
联用技术 取各方法 之长，是 发展方向 之一。。
现代材料测试方法与分析
张兴华 [email protected] Tel: [1**********] QQ: 371932704
紫外－可见分光光度法
Ultraviolet and Visible Spectrophotometry
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
定义： 通常是指研究200-780nm光谱区域 内，物质分子或离子对光辐射吸收的一 种方法，也称为吸光光度法或分光光度 法。 利用有色溶液对可见光的吸收来进 行定量测定， 称为比色法。
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
历史（1）
公元60年 古希腊 普里尼 五倍子浸出液估测醋中Fe 十九世纪30-40年代 比色是一种普遍分析方法 利用金属离子本身颜色或无机显色剂 MnO4NH3 使Cu2+ Co2+显色 方法：目视比色法 系列标样
Cs C 2s C 3s C 4s C 5s
Cx
比较颜色深浅
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
历史（2）
1852年 Beer定律 1868年 布特列洛夫 1870年 杜包斯克 目视比色计 浦氏光度计 1911年 贝格尔 硒光电池比色计 1918年 美国国家标准局 第一台分光光度计 20世纪30-40年代 E.B.Sandell“痕迹金属比色测定” 20世纪50年代 有机显色剂 近二、三十年 信息技术，高新技术，联用技术
紫外－可见分光光度法
（Ultraviolet and Visible Spectrophotometry）
• 选择吸收及吸收光谱 • 光的吸收定律及定量分析 • 光度分析的拓展及其应用
紫外－可见分光光度法
选择吸收及吸收光谱
1. 选择吸收
宏观现象 KMnO4 (紫红色) 吸收白光中的 CuSO4 (蓝色) 吸收白光中的 互补色 黄绿色 黄色
结论 ⑴同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸 收能力，称之谓选择吸收现象。 ⑵不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。 ⑶溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波 长带。
紫外－可见分光光度法
1. 选择吸收
量子解释（1）
入射光的能量 能级间的能量差
hν = hc/λ = E2-E1 = ∆E
普朗克条件 ∆E ？
一个分子的总能量
E =E内能+ E平动能+ E电+ E振+ E转
固有 连续变化 量子化
∆E = ∆E电+∆E振+∆E转
紫外－可见分光光度法
1. 选择吸收
量子解释（2） ∆ E = ∆ E 电 + ∆ E 振+ ∆ E 转
1~10eV 0.05~1eV 10-4~0.05eV
10
10~100
n
V
5eV ± 0.1eV ±0.005eV 250nm ± 5nm ± 0.25nm
∆J=±1 ∆V=±1 ∆J=±1 ∆n=±1 ∆V=±1 ∆J=±1 J
紫外－可见分光光度法
1. 选择吸收
量子解释（3） (1) 物质对光呈现选择吸收的原因： 单一吸光物 质的分子或离子只有有限数量的量子化能级 的缘故。 (2) 选择吸收的性质：反映了分子内部结构的差 异，各物质分子能级千差万别，内部各能级 间的间隔也不相同。 • 形成吸收带：电子跃迁时不可避免要同时发 生振动能级和转动能级的跃迁。
紫外－可见分光光度法
2. 吸收光谱
透光度： T= I / I0 单色光 I0 吸光度： A=lgT-1=lg(I0/I) 透射光谱： T~ λ图 吸收光谱：A~ λ图 λmax
吸收峰值波长
I
Amax
∆λ
吸收带宽 （半峰宽）
吸收峰值吸光度 摩尔吸光系数
εmax
物质的能量特征
强度特征
紫外－可见分光光度法
2. 吸收光谱
KMnO4吸收光谱：
A - λ 图
525n m
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
Cary分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
HP分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外可见分光光度计基本结构有五部分组成
主要类型有： 手动型 1、单波长、单光束分光光度计
λλλ
λ I 0′ I0
I A
光源 单色光器 吸收池 钨灯 滤光片 卤钨灯 单色器- 光栅 氢灯或氘灯 棱镜
检测器 显示记录 光电池 电表 光电管 记录仪 光电倍增管 计算器系统
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
单色器后单束平行光，参比液和样品液轮流进入光路。 常用于简易型的仪器。 适合定波长的吸光度测量，进行定量分析。
扫描型 2、单波长、双光束分光光度计 λλλ λ I 0′
I I0 A～λ
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
单波长、双光束分光光度计
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
3、双波长、 双光束分 光光度计
∆A～λ
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
阵列型
4、全波长光度计
多色仪
检测器
二极管阵列 CCD(Charge coupled device)
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外－可见分光光度法
3. 吸收光谱的获得
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
不同的物质对光有不同的选择吸收——有何规律 λmax ， εmax 描述
①概念
生色团 助色团 红移 (向红) 蓝移 (向蓝) 浓色效应(增色效应) 浅色效应(减色效应) 强带 (εmax>104) 较强带 (104 > εmax> 103) 弱带 (εmax
εmax
λmax
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物 n电子（n轨道） H C π电子（π轨道） σ电子（σ轨道） H
σ* 反键轨道 π* 反键轨道 n未成键轨道 π 成键轨道 σ 成键轨道 σ→σ* π→π* n→σ* n→π*
～300nm 更弱带 （杂环时，较强带 ）
O
λmax ﹤ ﹤190nm εmax 较强带
≈﹥200 nm ﹥200nm（S,N,Br,I） ﹤190nm (O,Cl) 弱带
强带 (共轭时，红移 )
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ） 说明一：含O、Cl有机物， 常用作紫外吸收光谱测量的溶剂 说明二： π→π*共轭体系中发生红移 共轭体系（K带） λmax（红移） εmax (增色）
C=C C=C-C=C C=C-C=C-C=C 177 nm 210 nm 250 nm 10000（气） 21000（己烷） 22500（己烷） E1吸收带 E2吸收带 B吸收带 无精细结构 低分辨率精细结构 精细结构吸收带
共轭封闭体系（苯） λmax
E 带π→π* B带 185 nm 204 nm 254 nm
εmax
50000 7000 200
取代基时， E 带红移
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ） 说明三： n→π* ，π→π*在有机化合物中最有用。 ●溶剂效应 溶剂极性影响电子极性 稳定 能量↓（n电子π*电子π电子） ⑴ λmax ∆E 1 ∆E 2
∆E 1 ‘ ∆E 2 ‘ π→π* n→π* 非极性溶剂 极性溶剂 例：环己烷→乙醇 π→π* 环己烷→乙醇 n→π* 环己烷→水 n→π*
∆E1>∆E1' 红移 ∆E2
红移 蓝移 蓝移
10-20 nm -7 nm –15 nm
⑵吸收带结构 气相 -精细结构, 非极性溶剂-部分消失, 极性溶剂-进一步消失 ●温度影响 很低温度时，λmax红移，精细结构吸收峰出现，εmax↑
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物（σ→σ* ，π→π* ， n→σ* ， n→π* ）
苯（B 带）精细结构
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型
有机物、无机物中电荷转移吸收带 hν D—A → D+—A− 电子给予体 电子接受体 分子内部的氧化还原过程，激发态是这一过程的产物
hν = ID - EA - C
D电离电位 A电子亲和势
A-D 间静电作用力
特点：▲谱带较宽的强带
▲谱带处于长波长处 ▲
例如：
hν Fe3+—CNS → Fe2+—CNS
εmax>104
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带
εmax=10-1-102 弱带 λmax 可见光区（少量落在紫外及近红外光区）
d-d 跃迁（吸收峰较宽） 过渡金属 3d，4d电子 配合物的结构研究 f-f 跃迁（吸收峰较窄） 镧系和锕系元素 4 f，5 f电子
?1
?2
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带
为什么在配位场作用下才可能发生d -d ，f-f 跃迁呢？
▲ 过渡元素、镧系和锕系元素在真空下，原子、离子的d轨道 和f轨道是简并的。 ▲ 在配位体场影响下，简并能级发生分裂成不同能量组轨道。
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
② 类型 无机物中配位体场吸收带 为什么d-d跃迁的吸收峰较宽，f-f跃迁的吸收峰 较窄呢？
▲外层d电子跃迁时容易受外界环境（溶剂、配位体）的影响 ▲ f电子在内层，受外层轨道电子的屏蔽，不易受溶剂、配位体影响
Ce58 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5p6 6s2 Pr59 Nd60 … Ho67
4f 2 5s2 4f 3 4f 4 4f 11
紫外－可见分光光度法
4. 光谱类型
③ 小结
lg ε
6 5 4 100000 远UV 50000 UV
波数cm-1
33000 25000 20000 16667 Vis 共轭 14286 12500
π σ → σ*
→
π*
电荷转移
n 3 2
1 10 100 200 300
杂环
→π*
n
→
σ* n → π*
共轭
配位体场吸收带 400 500 600 700 800nm
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
① Beer定律
▲单色光 ▲∥⊥入射 ▲溶
液均匀 ▲ 吸光质点行为相互无关 Lambert定律 Beer定律 -dIx=kxIxdx -dIc=kcIcdc -dIx/Ix=kx dx -dIc/Ic=kcIcdc 积分，I0→Ix 0→b I0 → Ix 0 →c ln(I0/I) = kx b ln(I0/I) = kc c A = lg(I0/I) = k1 b A = lg(I0/I) = k2c 合并 A = lg(I0/I) = a b c Lambert-Beer定律 简称Beer定律
紫外－可见分光光度法
1.吸收定律及影响因素
用量子观点推导Beer定律
① Beer定律
吸光质点总数 n
I0
IX
I
吸光体的总截面积 s
dx b 从统计学的观点看 光的俘获分数 —— = —— Ix s
分子的俘获截面 α
αdn
俘获光子的几率
−dIx
紫外－可见分光光度法
1.吸收定律及影响因素
① Beer定律
( 用量子观点推导Beer定律 )光束通过b厚度 ，积分。 由 吸光度的定义： I0 αn A = lg — = —— I 2.303s n s=V/b A = 0.4343⋅NA α ⋅ b ⋅ —— NA⋅V dm3
Avogadro常数 cm 吸光质点的浓度c（mol⋅dm−3）
A = 0.4343×6.023×1023×10−3α b c = 2.614×1020α b c
A=εbc
紫外－可见分光光度法
1.吸收定律及影响因素
几点说明
① Beer定律
ⅰ 推导Beer定律的四点假定 ⅱ 加和性 A = b （ ε1 c1 + ε 2 c2 + ε3 c3+
（1）n 种互不作用的吸光物质
……
+ ε n cn）
（2）同一波长
ⅲ
ε = 2.614×1020α α = (1/3) σ ρ
统计常数 可以估算得 分子大小截面 跃迁几率 10-15cm2 (0.05 ~ 0.5) ε ≯105 , 实际情况 ε 在 104~103。
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
物质 ↑↓ → 信号 能量 A=εbc 令b=1cm A=ε c
● 样品溶液因素 ⅰ 基本限制 ≯ 0.01 mol / L 浓度→分子或离子间距缩小→电荷分布改变→吸收能力 高浓度 → n 改变 → ε 改变 ⅱ 溶剂影响 ⅲ “非真”吸收 ⅳ 试剂，溶剂中的杂质
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素 ② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 样品溶液因素 ⅴ 溶液组分间的相互作用不可避免---即平衡影响--化学误差 ： 例一 Cr2O72-离子在水溶液中存在着二聚平衡
Cr2O72-+H2O ⇔ 2HCrO42- ⇔ 2H+ + 2CrO42橙 黄 吸收绿蓝 光（450nm） 吸收蓝 光（375nm） A
比尔定律 发生了正偏差
0.033 0.050 0.100 c
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 样品溶液因素 ⅴ 溶液组分间的相互作用不可避免 ---即平衡影响---化学误差 例: Fe3+ - 水杨酸受 pH 影响
pH Fe(C7H4O3)+ 紫色 ＜4 ———— 9 Fe(C7H4O3)2红色 ———— 12＞ Fe(C7H4O3)33Fe(OH)3↓ 黄色
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） 单色器提供的单色光 λ0 是具有 一定的通带宽度， ∆λ (即带宽） 定量分析时取 ∆λ 为吸收峰宽 ∆λ′的1/8—1/10时，误差可不计 a.
对測量的具体影响 ● λ0一定 ∆λ↑ ∆A↑ ∆A A实 -A真 = σA为二次方影响 ∆λ↓ A实≈A真 ∆λ↓↓↓ ，∆A≈0不切实际
ⅰ 仪器的单色光
∆λ
λ0
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素）
ⅰ仪器的单色光
a.对測量的具体影响 ● ∆λ 一定 不同λ0，∆A不同
∆A1 ∆A2
λ01：峰 ∆A1小 σA影响小 λ02：陡坡 ∆A2大 σA影响大
● λ0，∆λ 一定 ∆A 正比于c λ02 λ01 σA 随(∆A)2变化，使A -c 曲线（向c 弯曲）
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素 ② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅰ仪器的单色光
b.狭缝对提供单色光性能的关系 I
∆λ λ 1′ λ 0 λ 2′
入射狭缝S1＜出射狭缝S2 单色光不纯
λ1 λ0 λ2
S1 =S2 λ0 ,Imax
λ1″λ0 λ2″
S1 ＞ S2 光不纯 ,I↓
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅱ 光程问题
●光束倾斜 n n’ n R ● 试样容器的窗面平行 ∠R ∆A/A % ±0.02mm 20 0.020 0.11 50 0.38 100
●内反射损失
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性 ● 能量測量因素（仪器因素） ⅲ 杂散光
定义 表示法：杂散光分数 S = Is / I0 杂散光存在时的测量值 几点说明： ● 一台高质量的紫外可见光光度计，杂散光应很小 ● 在仪器光谱感应区的极端，杂散光引起的误差较大 ● 高吸光度时，杂散光引起的相对误差大
1 I + Is 1+S 1+S A M =lg — = −lg ——— =lg ———-- = lg —— TM I0 + I s (I/I0)+S T +S
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c A = -lgT = a b c → ∆c/c = (0.4343 ∆T)/(T lgT)
∆T 与 T 的关系
∆T = k1 a.暗电流，放大器噪声，0%T值的不精确性
b.热噪声 c.有限读出分辨率
∆T= k2(T＋T2)1/2 d.信号的散粒噪声 ∆ T = k3 T e.光源的闪变噪声
f.吸收池定位的不精确性
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c 低中档仪器 c(有限读出分辨率)为主要因素 ∆T = k1 = ±0.005 ∆c/c = 1.5 - 3 % ±0.003 ∆c/c = 1 – 2 % 在 10-80% T 即 0.1-1.0 A）时，误差小
紫外－可见分光光度法
1. 吸收定律及影提供响因素
② 影响因素——吸收定律的适应性及可靠性
● 能量測量因素（仪器因素） ⅳ 光度误差 ∆c/c 高级分光光度计 d. f.为主要因素 一般 k2 = ±0.003
误差小 0.2 - 2.5 A k3 = ±0.003 A →∞ ∆c/c → 0 综合 k2， k3 一般在 0.8 - 1.5 A ∆c/c 小
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
① 定量測定的溶液体系
● 在測量条件下，仅有单一物质有吸收 • 被測物质本身有较大吸收，即 εmax 大 物质溶液体系直接測量 A • 被測物质本身吸收小，无 物质转化为有色物測量 A
显色反应 显色剂-------无机显色剂 有机显色剂（具有不饱和键基团） —N=N ＞C=O ＞C=S —NO2 —N=O
影响显色反应因素 络合物稳定性, 显色剂用量, pH , 温度, 时间, 溶剂
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
① 定量測定的溶液体系 ● 在測量条件下，仅有单一物质有吸收 ● 在測量条件下，体系内有多种物质有吸收
ⅰ 物质分离各组分 ⅱ 物质的化学掩蔽 ⅲ 信息分离处理
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
② 定量測定的光度測量
●波长 λmax ●单色器宽度 ∆λ单≤ (1/8—1/10）∆λ吸 ● A 值 落在∆c/c 较小区域 ●参比液 消除除測定组分外引起吸收变化的影响 ●溶剂 溶解能力,吸收峰,稳定性,对被測吸收峰的影响 A=1时，短波长端临界波长值（nm）
200 210 230 245 265 280 水 甲醇 甘油 氯仿 四氯化碳 苯 正己烷 乙醇 二氯甲烷 正庚烷 异丙醇 环己烷 305 吡啶 330 丙酮
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
xi 编码 间接法
用标准物校正 定函数 y=f(x) 定量基本关系式 A = ε bc = K c 待定 与实验条件有关
xi’ 解码 直接法
用确定的 y=f(x) 计算
A = a 1%1cm, λmax · c
标准吸光系数
绝对法 （吸光系数法）
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
● 单组份測定 A=Kc ⅰ 外标法 ▲单个标样cs --直接比较法--求待定系数K---解析法 （标准对照法） cx=(Ax · cs)/As ▲系列标样---标准曲线法---求K 的平均----图解法 （工作曲线法） 作As — cs 图，求K
由图查Ax 的cx 值
解析法
拟合线性方程，定K 由方程解Ax 的cx 值
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
③ 定量校正方法
ⅰ 外标法 ● 单组份測定
注意点： ㈠ 标准样cs 的确定
单个标样时cs 应与cx 值接近 系列标样时cx 值应处于系列溶液浓度中间
㈡ 用于简单试样体系 ㈢ 系列标样比单个标样更准确
紫外－可见分光光度法
2 . 定量分析方面
③ 定量校正方法
● 单组份測定 ⅱ 标准（试样）加（减）入法 〔增（减）量法〕 ▲单个标样加入---标准加入法—— 解析法
（试样）（减）
cx= (Vs · cs/ V）〔Ax / （As+ x -Ax）〕
▲系列标样加入---系列标准加入法----图解法
（连续标样加入） （连续标准加入法）作A— Vs 图，求A=0 时Vs 值
由 cx= -Vs · cs/ V 计算
解析法
拟合线性方程，由方程解Ax时的V
s 值 由 cx= Vs · cs/ V 计算
紫外－可见分光光度法
2.定量分析方面
③ 定量校正方法 ● 单组份測定 ⅱ 标准(试样)加(减)入法[增(减)量法] 注意点： ㈠标准样cs 的确定
加入标准样cs ﹥cx · 100，Vs＜V/100 保持各測试溶液浓度在同一数量级，基体相似
㈡ 用于复杂试样体系，或试样量少场合。 ㈢ 系列标样加入比单个标样加入更准确。
紫外－可见分光光度法
2.定量分析方面
③ 定量校正方法
● 多组份体系測定（信号重叠时） 加和性原则 m 个波长处，建 m 个方程 A
λ1 A1=A1a+A1b+ … =K1a ca+K1b cb+ … λ2 A2=A2a+A2b+ … =K2a ca+K2b cb+ … λm Am =Ama+Amb+ … =Kma ca+Kmb cb+ … λ1 λ2 λ
∑ Aj =∑ ∑ Aji =∑ ∑(Kji ci) j=1,2, … m 波长点数 j=1 j=1 i=1 j=1 i=1 i=1,2, … n 组份数（m≥n）
m m n m n
a b
紫外－可见分光光度法
2. 定量分析方面
③ 定量校正方法 ⅰ 外标法
单组 (n个组份)混合标样 csi ,
測定Asj , 求Kji （j=1,2, … m ，i=1,2, … n ） 測定Axj , 求cxi
● 多组份体系測定(信号重叠时）
系列组 (n个组份)混合标样 csi ×组数
測定Asj ×组数, 求平均Kji （j=1,2, … m ，i=1,2, … n ） 測定Axj , 求cxi 求解方程组：① m = n 方法 ② m﹥ n 方法
ⅱ 标准加入法?
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
① 灵敏度
●一般定义 S’=dY/dX
吸光度法中 S’=dA/dc 或 S’= ∆A/∆c 当 b=1 时， S’ = ε
●桑德尔（Sandell）灵敏度S 定义
一定波长，一定带宽，光程1cm时， 测得吸光度为0.001， 每毫升溶液所含吸光物质的微克数，单位µg⋅cm-2。
ε = F/S
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
●注意点
1 同一 ε 值，不同元素，因其 F 值不同，S 不同。 2 经显色反应，组份变为吸光物质，使用S 时并不要求 知道吸光物质组成。 3 一般元素 S 值为 0.001~ 0.01 µg ⋅cm-2。 4 最小检测浓度 cmin= S / b = F / ε b (µg ⋅ cm-3)
例：Fe2+--邻二氮菲 F：55.85 ε: 1.1×104 b:1 cm cmin= 0.0050 µg ⋅ cm-3 =1×10-7 mol/L
5 使用灵敏度摡念时，要区分光度(显色)反应灵敏度和 分析方法灵敏度，光度反应灵敏度是分析方法灵敏 度的核心。
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
●提高灵敏度的基本途径
改善分子的光度特性 ▲ 更灵敏的显色试剂 ▲ 多元配合物或表面活性剂 ⅱ 利用化学反应 ▲ 放大反应，转换为ε 大的物质 ▲ 利用动态的化学动力学方法 仪器 ⅲ 改进測量技术 ▲ 下降最小A 值，下降散射光 ▲ 提高单色性，利用吸收窄峰 ▲ 加长吸光光程 试样 ⅰ
紫外－可见分光光度法
1. 定量分析中的两个重要摡念
② 选择性（干扰问题） ● 选择性试剂
特效试剂
● 分离是消除干扰 ● 提高分光光度法选择性的途径
试样(1)寻求高选择性的试剂，引入分析功能团 (2)用化学方法改进溶液体系，掩蔽法 仪器(3)采用新的测量技术，包括信息处理技术
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡
●指示剂离解常数 [其实质是求解联立方程 ] ●配合物研究 [组成（配位数） 稳定常数] 摩尔比法 M + L= ML
总浓度为c时有 Am= ε b c A = ε b [ML] Am 配合物的离解度 α =(c-[ML]) /c=(Am-A)/Am A 平衡时有 [ML ] = (1−α)c [M] =α c [L] =α c [ML] (1−α)c A/ Am K稳= ———— = ———— = ——————— [M] [L] αc αc {(Am-A)/Am }2 c
0.5
1.0
1.5
[L] / [M]
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡 ③介绍一种联用技术——光谱电化学
(紫外一可见区)
以电化学方法激发信号，光谱技术跟踪检测。
利用分子在氧化态和还原态时吸光度的变化， 由吸光度的变化求得氧化态和还原态浓度比。再 根据所加的电极电位，由能斯特方程，作图求出 斜率，求得电子转移数n；由截距求得式电位ϕ0′´ 。还可研究电化学其他参数，电极过程。
紫外－可见分光光度法
3. 其他应用
①有机化合物鉴定 ② 研究离子平衡 ③介绍一种联用技术——光谱电化学 这方法在生物分子研究中很有用
联用技术 取各方法 之长，是 发展方向 之一。。