紫外可见吸收光谱法的简介
分子的紫外可见吸收光谱法是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱进行分析的一种常用的光谱分析法。分子在紫外-可见区的吸收与其电子结构紧密相关。紫外光谱的研究对象大多是具有共轭双键结构的分子。如，胆甾酮（a）与异亚丙基丙酮（b）分子结构差异很大，但两者具有相似的紫外吸收峰。两分子中相同的O=C-C=C共轭结构是产生紫外吸收的关键基团。紫外-可见以及近红外光谱区域的详细划分如图4.4所示。紫外-可见光区一般用波长（nm）表示。其研究对象大多在200-380 nm的近紫外光区和/或380-780 nm的可见光区有吸收。紫外-可见吸收测定的灵敏度取决于产生光吸收分子的摩尔吸光系数。该法仪器设备简单,应用十分广泛。如医院的常规化验中，95%的定量分析都用紫外-可见分光光度法。在化学研究中，如平衡常数的测定、求算主-客体结合常数等都离不开紫外-可见吸收光谱。
紫外—可见吸收光谱分析方法
4.3.1.1 定性分析无机元素的定性分析应用紫外—可见分光光度法比较少，主要采用原子发射光谱法或化学分析法。在有机化合物的定性分析鉴定及结构分析方面，由于紫外-可见吸收光谱较为简单，光谱信息少，特征性不强，并且不少简单官能团在近紫外光区及可见光区没有吸收或吸收很弱，在应用时也有较大的局限性。但是，这种方法可适用于不饱和有机化合物，尤其是共轭体系的鉴定，以此推断未知物的骨架结构。此外，还可配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等常用的结构分析法进行定性鉴定和结构分析，不失为一种有利的辅助方法。吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，是定性分析的光谱依据，而最大吸收波长λmax及相应的εmax是定性分析的最主要参数。比较法有标准物质比较法和标准谱图比较法两种。利用标准物质比较，在相同的测量条件下，测定和比较未知物与已知标准物的吸收光谱曲线，如果两者的光谱完全一致，则可以初步认为它们是同一类化合物；利用标准谱图或光谱数据比较，对于没有标准物质或标准物质难于得到的物质，此方法适用。4.3.1.2 结构分析紫外—可见分光光度法可以进行化合物某些基团的判别，共轭体系及构型、构象的判断。(1)某些特征基团的判别有机物的不少基团(生色团)，如羰基、苯环、硝基、共轭体系等，都有其特征的紫外或可见光吸收带，紫外-可见分光光度法在判别这些基团时，有时是十分有用的。如在270～300nm处有弱的吸收带，且随溶剂极性增大而发生蓝移，就是羰基产生吸收带的有力证据；在184nm附近有强吸收带、204nm附近有中强吸收带、260nm附近有弱吸收带且有精细结构，则是苯环的特征吸收，等等。(2)共轭体系的判断共轭体系会产生很强的K吸收带，通过绘制吸收光谱，可以判断化合物是否存在共轭体系或共轭的程度。如果一化合物在210nm以上无强吸收带，可以认定该化合物不存在共轭体系；若215～250nm区域有强吸收带，则该化合物可能有两至三个双键的共轭体系，如1，3-丁二烯，λmax为217nm，εmax为21000；若260～350nm区域有很强的吸收带，则可能有三至五个双键的共轭体系，如癸五烯有五个共轭双键，λmax为335nm，εmax为118000。(3)异构体的判断包括顺反异构及互变异构两种情况的判断。顺反异构体的判断：生色团和助色团处于同一平面时，会产生最大的共轭效应。由于反式异构体的空间位阻效应小，分子的平面性较好，共轭效应强，因此λmax及εmax都大于顺式异构体。互变异构体的判断：某些有机化合物在溶液中可能有两种以上的互变异构体处于动态平衡中，这种异构体的互变过程常伴随有双键的移动及共轭体系的变化，因此会产生吸收光谱的变化。最常见的是某些含氧化合物的酮式与烯醇式异构体之间的互变。例如，乙酰乙酸乙酯就是酮式和烯醇式两种互变异构体，它们的吸收特性不同，酮式异构体在近紫外光区时λmax为272nm(εmax为16000)；烯醇式异构体的λmax则为243nm(εmax为16000)。两种异构体的互变平衡与溶剂有密切关系，在像水这样的极性溶剂中，由于羰基可能与H2O形成氢键以降低能量达到稳定状态，所以酮式异构体占优势；而在像乙烷这样的非极性溶剂中，则形成分子内的氢键且形成共轭体系，以使能量降低达到稳定状态，所以烯醇式异构体比率上升。此外，紫外—可见分光光度法还可以判断某些化合物的构象(如取代基是平伏键还是直立键)及旋光异构体等。4.3.1.3 定量分析紫外—可见分光光度法定量分析的常见方法有以下几种。(1)单组分的定量分析如果在一个试样中只要测定一种组分，且在选定的测量波长下，试样中其他组分对该组分不干扰，那么进行单组分的定量分析较为简单。一般有标准对照法和标准曲线法两种。标准对照法：在相同条件下，平行测定试样溶液和某一浓度cS(应与试液浓度接近)的标准溶液的吸光度Ax和AS，则由cS可计算出试样溶液中被测物质的浓度cx。AS=KcS，Ax=Kcx，cx=cSAx/AS由于标准对照法仅使用单个标准，引起误差的偶然因素较多，故结果往往较不可靠。标准曲线法：是实际分析工作中最常用的一种方法。配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液作为参比，测定标准系列溶液的吸光度，绘制吸光度-浓度曲线，称为校准曲线(包括标准曲线或工作曲线)。在相同条件下测定试样溶液的吸光度，从校准曲线上找出与之对应的未知组分的浓度。此外，有时还可以采用标准加入法(做法与原子吸收光谱法相同)。(2)多组分的定量分析根据吸光度具有加和性的特点，在同一试样中可以同时测定两种或两种以上的组分。假设要测定试样中的两种组分为A、B，如果分别绘制A、B两纯物质的吸收光谱，可能有三种情况，如图4.12所示。图4.12 a表明两组分互不干扰，可以用测定单组分的方法分别在λ1、λ2测定A、B两种组分；图4.12 b表明A组分对B组分的测定有干扰，而B组分对A组分的测定无干扰，则可以在λ1处单独测量A组分，求得A组分的浓度cA，然后在λ2处测量溶液的吸光度及A、B纯物质的和，根据吸光度的加和性则可以求出cB；图4.12c表明两组分彼此互相干扰，此时在λ1、λ2处分别测定溶液的吸光度 及 ，而且同时测定A、B纯物质的 、 及 、 ，然后列出联立方程，解得cA、cB。图4.12 混合物的紫外吸收光谱a—不重叠；b—部分重叠；c—相互重叠显然，如果有n个组分的光谱互相干扰，就必须在n个波长处分别测定吸光度的加和值，然后解n元一次方程以求出各组分的浓度。应该指出，这是一个烦琐的数学处理过程，且n越多，结果的准确性越差，如果使用计算机进行测定结果的处理将使运算大大简便。(3)双波长分光光度法当试样中两组分的吸收光谱重叠较为严重时，用解联立方程的方法测定两组分的含量可能误差较大，这时可以用双波长分光光度法测定。它可以进行在有其他组分干扰的情况下测定某一组分的含量，也可以同时测定两组分的含量。双波长分光光度法定量测定两混合物组分的主要方法有等吸收波长法和系数倍率法两种。(4)导数分光光度法采用不同的实验方法可以获得各种导数光谱曲线，包括双波长法、电子微分法和数值微分法。导数分光光度法对吸收强度随波长的变化非常敏感，灵敏度高。对重叠谱带及平坦谱带的分辨率高，噪声低。可适用于痕量分析以及稀土元素、药物、氨基酸、蛋白质的测定，同时对废气或空气中污染气体的测定也非常有效。(5)示差分光光度法用普通分光光度法测定很稀或很浓的溶液的吸光度时，测量误差都很大。若用一已知合适浓度的标准溶液作为参比溶液，调节仪器的100%透光率点(即0吸光度点)，测量试样溶液对该已知标准溶液的透光率，则可以改善测量吸光度的精确度，这种方法称为示差分光光度法。(6)光度滴定法分光光度滴定法是利用被测组分或滴定剂或反应产物在滴定过程中的吸光度的变化来确定滴定的终点，并由此计算试液中被测组分含量的方法。(7)其他方法其他紫外—可见分光光度定量分析方法还包括动力学分光光度法、胶束增溶分光光度法等。动力学分光光度法是利用反应速率与反应物、产物或催化剂的浓度之间的定量关系，通过测量与反应速率成比例关系的吸光度，从而计算待测物质的浓度。根据催化剂的存在与否，动力学分光光度法可分为非催化和催化分光光度法。胶束增溶分光光度法是利用表面活性剂的增溶、增敏、增稳、褪色、析相等作用，以提高显色反应的灵敏度、对比度或选择性，改善显色反应条件，并在水相中直接进行光度测量的光度分析法。4.3.1.4 其他方面的应用(1)化合物相对分子质量的测定利用同样生色团骨架的分子λmax及εmax基本相同的特点，若一化合物在紫外—可见光区无吸收，则可将它与另一已知摩尔吸光系数ε的生色团作用形成衍生物。测定一定质量浓度ρ(g·L-1)的该衍生物溶液的吸光度A，可以计算该化合物的相对分子质量，即现代岩矿分析实验教程式中：Mr为衍生物的相对分子质量，扣除生色团的相对分子质量后得到该化合物的相对分子质量；l为吸收介质厚度(cm)。(2)氢键强度的测定溶剂效应对吸收光谱的影响表明，溶剂极性增大，会引起吸收带的蓝移和红移，主要是由于溶质分子与溶剂分子的相互作用而引起的，如果它们之间具有可形成氢键的基团，则是由于形成氢键所引起的，因而可以通过吸收波长的移动程度来测定氢键的强度。(3)在电化学研究方面的应用分光光度法与电化学结合，构成了一个崭新的研究领域——光谱电化学。光谱电化学技术包括透射技术、镜反射技术和内反射技术三种。以分光光度法为测量手段，研究某些无机物、有机物和生物物质在电极上的电化学行为，可以同时获得氧化还原体系的吸收光谱和氧化还原电位，以此研究所发生的电化学反应的历程及动力学；还可以测定发生电化学反应所转移的电子数、标准电位、摩尔吸光系数以及反应中间产物或最终产物的扩散系数等。光谱电化学发展很快，在研究无机、有机和生物化学氧化还原机理和均相反应动力学等方面将会发挥极大的作用。
紫外-可见分光光度法的公式是什么？
A=ECL C=A/ELA为吸收度；T为透光率；E为吸收系数，采用的表示方法是（E1％1cm），其物理意义为当溶液浓度为1%（g/ml），液层厚度为1cm时的吸收度数值；C为100ml溶液中所含被测物质的重量（按干燥品或无水物计算），g；L为液层厚度，cm。紫外-可见分光光度法是在190~800nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。从吸收光谱中，可以确定最大吸收波长λmax和最小吸收波长λmin。物质的吸收光谱具有与其结构相关的特征性。因此，可以通过特定波长范围内样品的光谱与对照光谱或对照品光谱的比较，或通过确定最大吸收波长，或通过测量两个特定波长处的吸收比值而鉴别物质。用于定量时，在最大吸收波长处测量一定浓度样品溶液的吸光度，并与一定浓度的对照溶液的吸光度进行比较或采用吸收系数法求算出样品溶液的浓度。原理可见光、紫外线照射某些物质，主要是由于物质分子中价电子能级跃迁对辐射的吸收，而产生化合物的可见紫外吸收光谱。基于物质对光的选择性吸收的特性而建立分光光度法或称吸收光谱法的分析方法。它是以朗伯──比耳定律为基础。
紫外分光光度法与可见分光光度法有何异同
1、测量的范围不同： （1）紫外分光光度计量程为200nm~600nm间，其中包括部分可见光。（2）可见分光光度计量程为320nm-1100nm，能满足不同物质的测试。2、所用的灯不同： （1）紫外分光光度计通常用氢灯或氘灯。（2）可见分光光度计通常采用钨灯或卤钨灯。3、原理不同： （1）紫外分光光度计根据物质的吸收光谱研究物质的成分，是结构和物质间相互作用的有效手段。（2）可见分光光度计采用低杂散光，高分辨率的单光束单色器，保证了波长准确度、波长重复性和更高的分辨率。扩展资料紫外分光光度计的工作原理：物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同。因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。又因为许多物质在紫外-可见光区有特征吸收峰，所以可用紫外分光光度法对这些物质分别进行测定（定量分析和定性分析）。紫外分光光度法使用基于朗伯-比耳定律。朗伯-比耳定律(Lambert－Beer)是光吸收的基本定律，俗称光吸收定律，是分光光度法定量分析的依据和基础。当入射光波长一定时，溶液的吸光度A是吸光物质的浓度C及吸收介质厚度l(吸收光程)的函数。首先确定实验条件，并在此条件下测得标准物质的吸收峰以及其对应波长值（同时可获得该物质的最大吸收波长）；再在选定的波长范围内（或最大波长值处），分别以（不同浓度）标准溶液的吸光度和溶液浓度为横、纵坐标绘出化合物溶液的标准曲线得到其所对应的数学方程。接着在相同实验条件下配制待测溶液，测得待测溶液的吸光度，最后用已获得的标准曲线方程求出待测溶液中所需测定的化合物的含量。凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物，根据在特定吸收波长处所测得的吸收度，可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定。参考资料来源：百度百科-紫外分光光度计百度百科-可见光分光光度计
紫外光谱法可以测什么
紫外光谱法可以测什么介绍如下：紫外光谱能准确测定有机化合物的分子结构，对从分子水平去认识物质世界，推动近代有机化学的发展是十分重要的。应用范围：医药方面紫外光谱在破析一系列维生素、抗菌素及天然产物的化学结构曾起过重要作用，如维生素A1、维生素A2、维生素B12、维生素B1、青霉素、链霉素、土霉素、萤火虫尾部的发光物质等。例如利血平具有两个共轭体系结构，水解得到利血平酸和3,4,5-三甲氧基苯甲酸。利血平酸经LiAlH4还原为利血平醇，其光谱与2,3-二甲基-6-甲氧基吲哚的紫外光谱相似。将合成的利血平醇与3,4,5-三甲氧基苯甲酸的紫外光谱叠加起来所得谱线与利血平的吸收曲线基本吻合，进一步由合成最后确定利血平的结构。性能测试光致变色现象是指在光的照射下颜色发生可逆变化的现象，可通过紫外光谱进行测试研究。如螺恶嗪类化合物A的环己烷溶液是没有颜色，但在365nm连续的紫外光的照射下，溶液变成蓝色，在可见区域产生吸收。随照射时间的延长，吸收峰的强度逐渐变大，直至不再变化为止，将化合物的溶液放在暗处，其在可见光区域的吸收会逐渐下降。光致变色材料作为一类新型功能材料，有着十分广阔的应用前景。例如可以作为光信息存储材料、光开关、光转换器等，这些材料在机械、电子、纺织、国防等领域都大有作为。光致变色涂料、光致变色玻璃、光致变色墨水的研制和开发，具有现实性的应用意义。除了以上的应用，光致变色材料还可以作为自显影感光 胶片、全息摄影材料、防护和装饰材料、印刷版和印刷电路和伪装材料等。特别要指出的是，光致变色化合物作为可擦重写光存储材料的研究，是近些年来光致变色领域中研究的热点之一。作为可擦写光存储材料的光致变色光存储介质，应满足在半导体激光波长范围具有吸收、非破坏性读出、良好的热稳定性、优良的抗疲劳性和较快的响应速度等条件。
紫外光谱仪的作用,测得是什么?
紫外/可见光谱仪,是利用紫外可见光谱法工作的仪器.普通紫外可见光谱仪,主要由光源、单色器、样品池（吸光池）、检测器、记录装置组成.紫外/可见光谱仪设计一般都尽量避免在光路中使用透镜,主要使用反射镜,以防止由仪器带来的吸收误差.当光路中不能避免使用透明元件时,应选择对紫外/可见光均透明的材料（如样品池和参考池均选用石英玻璃）.紫外可见吸收光谱仪是紫外可见光谱仪中的用途较广的一种,其主要由光源、单色器、吸收池、检测器以及数据处理及记录（计算机）等部分组成.紫外/可见光谱仪主要用于化合物的鉴定、纯度检查、异构物的确定、位阻作用的测定、氢键强度的测定以及其他相关的定量分析之中,但通常只是一种辅助分析手段,还需借助其他分析方法,例如红外、核磁、EPR等综合方法对待测物进行分析,以得到精准的数据.下面列举两个紫外-可见光谱的重要应用： 金属络合物的紫外-可见光谱主要分为三个谱带,首先,位于紫外区有配体-金属中心离子的电子转移跃迁谱带,其强度通常比较大；第二,有d-d跃迁谱带,其产生的原因是电子从中心离子中较低的d轨道跃迁到较高的d轨道,通常其强度比较弱,位于可见光区,它的最大吸收波长位置和强度与络合物宏观颜色及深浅相对应；第三,配位体内的电荷转移带,即配体本身的紫外吸收.因此,利用紫外-可见光谱法,可以研究金属离子与有机物配体之间的络合作用. 紫外-可见光谱还可以用来表征金属纳米粒子的聚集程度.金属的表面等离子体共振吸收与表面自由电子的运动有关.贵金属可看作自由电子体系,由导带电子决定其光学和电学性质.在金属等离子体理论中,若等离子体内部受到某种电磁扰动而使其一些区域电荷密度不为零,就会产生静电回复力,使其电荷分布发生振荡,当电磁波的频率和等离子体振荡频率相同时,就会产生共振.这种共振,在宏观上就表现为金属纳米粒子对光的吸收.金属的表面等离子体共振是决定金属纳米颗粒光学性质的重要因素.由于金属粒子内部等离子体共振激发或由于带间吸收,它们在紫外-可见光区域具有吸收谱带.不同的金属粒子具有其特征吸收谱.因此,通过紫外-可见光光谱,特别是与Mie理论的计算结果相配合时,能够获得关于粒子颗粒度、结构等方面的许多重要信息.此技术简单方便,是表征液相金属纳米粒子最常用的技术.
