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一、紫外可見吸收光譜的產(chǎn)生
紫外可見吸收光度計(jì)是基于紫外可見吸收光譜而進(jìn)行分析的，因此，有必要首先了解紫外可見吸收光譜的產(chǎn)生。
紫外可見吸收光譜是由分子的外層價(jià)電子躍遷產(chǎn)生的，屬分子吸收光譜，也稱電子光譜。它與原子光譜的窄吸收帶不同。由于每種電子能級(jí)的躍遷會(huì)伴隨若干振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，使分子光譜呈現(xiàn)比原子光譜復(fù)雜得多的寬帶吸收。
物質(zhì)對(duì)光的吸收是物質(zhì)與輻射能相互作用的一種形式。射入物質(zhì)的光子能量與物質(zhì)的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量差相等時(shí)才會(huì)被吸收。由于吸光物質(zhì)的分子(或離子)只有有限數(shù)量的、量子化的能級(jí)，物質(zhì)對(duì)光的吸收在波長上具有選擇性。能被某種物質(zhì)吸收的波長，稱之為該物質(zhì)的特征吸收波長。在日常生活中看到各種溶液呈現(xiàn)不同的顏色，就是它們對(duì)可見光的波長選擇性吸收的結(jié)果。
如果逐漸改變射入物質(zhì)的波長并同時(shí)記錄下該物質(zhì)對(duì)每種波長光的吸收程度或透射程度，以波長為橫坐標(biāo)，以吸光度(即指吸收程度)或透射率(指透射程度)為縱坐標(biāo)描出連續(xù)的吸光度-波長(或透射率-波長)曲線，就是該物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)波長范圍內(nèi)的吸收光譜圖(吸收曲線)。
物質(zhì)分子由于對(duì)紫外可見區(qū)的光有選擇性吸收而使分子內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生波長位于紫外-可見區(qū)的吸收光譜。在紫外和可見光區(qū)范圍內(nèi)，有機(jī)化合物的吸收帶主要由。δ→δ*、π→π*、n一δ*、n→π*及電荷遷移產(chǎn)生。無機(jī)化合物的吸收帶主要由電荷遷移和配位場躍遷產(chǎn)生。
基態(tài)有機(jī)化合物的價(jià)電子包括成鍵δ電子、成鍵π電子和非鍵電子(以n表示)。分子的空軌道包括反鍵δ*。軌道和反鍵π*軌道，因此，可能產(chǎn)生的躍遷有δ→δ*、π→π*、n一δ*、n→π*等。
由于電子躍遷的類型不同，實(shí)現(xiàn)躍遷需要的能量不同，因而吸收的波長范圍也不相同。除電子躍遷外，電荷遷移躍遷也可產(chǎn)生紫外可見吸收光譜。電荷遷移吸收光譜是指用電磁輻射照射化合物時(shí)，電子從給予體向與接受體相聯(lián)系的軌道上躍遷，而產(chǎn)生相應(yīng)的吸收光譜。例如，某些取代芳烴可產(chǎn)生分子內(nèi)電荷遷移躍遷吸收帶。電荷遷移吸收帶的譜帶較寬，但一般吸收強(qiáng)度較大。
產(chǎn)生無機(jī)化合物電子光譜的電子躍遷形式，一般分為兩大類：電荷遷移躍遷和配位場躍遷。電荷遷移吸收光譜譜帶最大的特點(diǎn)是摩爾吸收系數(shù)較大。許多“顯色反應(yīng)”是應(yīng)用這類譜帶進(jìn)行定量分析，以提高檢測靈敏度。配位場躍遷光譜一般位于可見光區(qū)，吸收譜帶的摩爾吸收系數(shù)小，一般不用于定量分析。
二、定性原理
由于不同的物質(zhì)對(duì)不同波長光有不同的吸收度，其吸收曲線形狀和最大吸收波長λmax不同；但同一種物質(zhì)即使?jié)舛炔煌湮涨€形狀仍相似、λmax不變。因此，根據(jù)光譜圖上吸收光譜的形狀等特征就可以進(jìn)行定性分析，吸收曲線是物質(zhì)定性的基礎(chǔ)。
但由于溶劑對(duì)電子光譜有較大的影響，且影響較為復(fù)雜。改變?nèi)軇┑臉O性，會(huì)引起吸收帶形狀的變化。例如，當(dāng)溶劑的極性由非極性改變到極性時(shí)，大多數(shù)化合物的紫外可見吸收光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)消失，吸收帶變得更為平滑。改變?nèi)軇┑臉O性，還會(huì)使吸收帶的最大吸收波長λmax發(fā)生變化。因此，在采用紫外可見吸收光譜進(jìn)行定性分析時(shí)，應(yīng)注意考慮溶劑等條件。此外，由于相當(dāng)數(shù)量化合物的紫外可見吸收光譜本身的特征性不明顯，紫外可見分光光度計(jì)一般不單獨(dú)用于對(duì)未知化合物定性，而作為一種輔助的定性手段。
三、定量原理
Botlguer和Lambet先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度A與吸收層厚度b成正比：A∝6；1852年Beer提出了光的吸收程度A與吸收物濃度c成正比：A∝C；二者的結(jié)合稱為朗伯-比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
A=一lgT=lg(Io／It)=εbc
式中A——吸光度，表示溶液對(duì)光的吸收程度；
b——液層厚度(光程長度)，cm；
c——溶液的物質(zhì)的量濃度，mol／L；
ε——摩爾吸光系數(shù)，L／(mol·cm)；
T——透光率，%；
Io—入射光的強(qiáng)度；
It——入射光通過溶液光的強(qiáng)度。
ε表示物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)；與入射光波長、溶液的性質(zhì)有關(guān)，與濃度無關(guān)，可作為定性鑒定的參數(shù)。ε表示物質(zhì)對(duì)某一特定波長光的吸收能力，愈大表示吸收能力愈強(qiáng)，測定的靈敏度就愈大，在最大吸收波長λmax。處的摩爾吸光系數(shù)，常以εmax表示，εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，因此，為了提高測定的靈敏度，必須選擇ε大的有色化合物、選擇具有εmax；的波長的光作入射光。
朗伯-比耳定律是吸光光度法定量測定的理論基礎(chǔ)，應(yīng)用于各種光度法的吸收測量。嚴(yán)格地說，該定律只適用于稀溶液和只適用于單色光。在一定的高濃度和采用過寬入射波長時(shí)，可能導(dǎo)致吸光度和濃度間的線性關(guān)系偏離朗伯-比耳定律。
原子吸收觀察的是構(gòu)成物質(zhì)的元素(或曰原子)中的電子在原子軌道中的躍遷；而紫外可見光吸收觀察的是構(gòu)成物質(zhì)的分子中的電子在分子軌道中的躍遷。兩者有所同，有所不同。定量分析的原則同，而測量所需的光能量不同：原子吸收為X光，能量大，可激發(fā)電子從低的原子軌道向高的原子軌道躍遷；而紫外可見吸收為紫外光及可見光，能量小，只能激發(fā)電子從分子軌道向最低(或次低)的空的分子軌道躍遷。速效K顧名思義為一農(nóng)藥，檢測應(yīng)該用紫外可見光光譜，如果是復(fù)雜樣品，建議考慮液譜。濃度定量測定請(qǐng)使用標(biāo)樣做標(biāo)準(zhǔn)曲線做參照。
物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量，相應(yīng)地發(fā)生了分子振動(dòng)能級(jí)躍遷和電子能級(jí)躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會(huì)相同。因此，每種物質(zhì)就有其特有的、固定的吸收光譜曲線，可根據(jù)吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判別或測定該物質(zhì)的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎(chǔ)。分光光度分析就是根據(jù)物質(zhì)的吸收光譜研究物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間相互作用的有效手段。
又因?yàn)樵S多物質(zhì)在紫外-可見光區(qū)有特征吸收峰，所以可用紫外分光光度法對(duì)這些物質(zhì)分別進(jìn)行測定(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，俗稱光吸收定律，是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。當(dāng)入射光波長一定時(shí)，溶液的吸光度A是吸光物質(zhì)的濃度C及吸收介質(zhì)厚度l(吸收光程)的函數(shù)。
首先確定實(shí)驗(yàn)條件，并在此條件下測得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的吸收峰以及其對(duì)應(yīng)波長值(同時(shí)可獲得該物質(zhì)的最大吸收波長)；再在選定的波長范圍內(nèi)(或最大波長值處)，分別以(不同濃度)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度和溶液濃度為橫、縱坐標(biāo)繪出化合物溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線得到其所對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)方程；接著在相同實(shí)驗(yàn)條件下配制待測溶液，測得待測溶液的吸光度，最后用已獲得的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求出待測溶液中所需測定的化合物的含量。
緊外－可見分光光度法對(duì)無機(jī)元素的定性分析應(yīng)用較少，無機(jī)元素的定性分析可用原子發(fā)射光譜法或化學(xué)分析的方法。在有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析中，由于紫外－可見光譜較簡單，特征性不強(qiáng)，因此該法的應(yīng)用也有一定的局限性。但是它適用于不飽和有機(jī)化合物。尤其是共軛體系的鑒定，以此推斷未知物的骨架結(jié)構(gòu)。此外，可配合紅外光譜、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析，因此它仍不失為是一種有用的輔助方法。
一般有兩種定性分析方法，比較吸收光譜曲線和用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長λmax，然后與實(shí)測值進(jìn)行比較。
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來自751紫外分光光度計(jì)報(bào)價(jià)高嗎2017-07-13
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