北京大学化学与分子工程学院：《分析化学 Analytical Chemistry》课程教学资源（PPT课件讲稿）第8章 紫外可见吸光光度法及分子荧光分析法（1/3）

第8章紫外可见吸光光度法 及分子荧光分析法 81吸光光度法的基本原理 82光度分析的方法和仪器 83吸光光度法的灵敏度与准确度 84显色反应与分析条件的选择 85吸光光度法的应用 86紫外可见分光光度法在有机 定性分析中的应用 87分子荧光与分子磷光分析法

1 第8章 紫外可见吸光光度法 及分子荧光分析法 8.1 吸光光度法的基本原理 8.2 光度分析的方法和仪器 8.3 吸光光度法的灵敏度与准确度 8.4 显色反应与分析条件的选择 8.5 吸光光度法的应用 8.6 紫外可见分光光度法在有机 定性分析中的应用 8.7 分子荧光与分子磷光分析法

化学分析与仪器分析方法比较 化学分析:常量组分1%),E:0.1%~0.2% 准确度高依据化学反应,使用玻璃仪器 仪器分析:微量组分(<1%),E1:1%~5% 灵敏度高依据物理或物理化学性质需要特殊的仪器 例:含Fe约0.05%的样品,称02g,则m(Fe)≈0.1mg 重量法m(Fe2O)=0.14mg,称不准 容量法K(K2Cr2O)≈0.02mL,测不准 光度法结果0.048%~0.052%,满足要求

2 化学分析：常量组分(>1%), Er : 0.1%～0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器 化学分析与仪器分析方法比较 仪器分析：微量组分(<1%), Er : 1%～5% 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器 例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2 g, 则m(Fe)≈0.1 mg 重量法 m(Fe2O3 )≈0.14 mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7 )≈0.02 mL, 测不准 光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求 准确度高 灵敏度高

仪器分析方法分类 1.光学分析法:基于电磁辐射与物质的相互作用 非光谱法(折射法,浊度法,旋光法) (不以光的波长为特征讯号) 光学分析法 分子光谱法UV/is,IR,MFS,MPS 分〈光谱法 原子光谱法AAS,AES,AFS (以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法,通过 检测光谱的波长和强度来进行定性和定量的方法) 2电化学分析法:依据物质的电化学性质及其变化 3.色谱法:气相色谱,液相色谱 4.质谱法、热分析法、放射化学法等

3 仪器分析方法分类 2.电化学分析法: 依据物质的电化学性质及其变化 3.色谱法: 气相色谱, 液相色谱 4.质谱法、热分析法、放射化学法等 非光谱法 （折射法，浊度法，旋光法） （不以光的波长为特征讯号） 光谱法 分子光谱法UV/Vis,IR,MFS,MPS 原子光谱法 AAS,AES, AFS （以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法，通过 检测光谱的波长和强度来进行定性和定量的方法） 光 学 分 析 法 1. 光学分析法: 基于电磁辐射与物质的相互作用

81吸光光度法的基本原理 吸光光度法是基于被测物质的分子对光具 有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法。 特点 灵敏度高:测定下限可达105~106moL, 10-49~105% 准确度能够满足微量组分的测定要求: 相对误差2~5%(1~2% 操作简便快速 应用广泛

6 8.1 吸光光度法的基本原理 特点 – 灵敏度高：测定下限可达10-5～10 -6mol·L-1 , 10-4%～10-5% – 准确度能够满足微量组分的测定要求： 相对误差2～5％ （1～2％） – 操作简便快速 – 应用广泛 吸光光度法是基于被测物质的分子对光具 有选择性吸收的特性而建立起来的分析方法

811光的基本性质(电磁波的波粒二象性) 波动性 光的传播速度:V=C=几·v c一真空中光速299792458×108m/s 3.0×108m/s 孔一波长,单位:m,cm,mm,m,nm,A 1m=10~m,1nm=10°m,1A=10-10m v一频率,单位:赫芝(周)Hz次/秒 n一折射率,真空中为1

8 8.1.1 光的基本性质 (电磁波的波粒二象性) c －真空中光速 2.99792458×108m/s ~3.0 ×108m/s －波长，单位：m,cm,mm, m,nm,Å 1 m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m  －频率，单位：赫芝(周)Hz 次/秒 n －折射率，真空中为1 = =   c V n 光的传播速度: 波动性

电场向量 Magnetic field Electric field Z 传播方向

9 X Y Z x 电场向量

微粒性 光量子,具有能量 E=h h-普朗克( Planck)常数6626×1034Js y—频率 E一光量子具有的能量 单位:J(焦耳),eV电子伏特) 1eV=1.602×10-19J

10 h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J·s －频率 E－光量子具有的能量 单位：J(焦耳)，eV(电子伏特) 1eV=1.602×10－19 J 微粒性 光量子，具有能量。 E h = 

波粒二象性 E=h=h=mv真空中:E=h 结论:一定波长的光具有一定的能量,波长越 长(频率越低),光量子的能量越低 单色光:具有相同能量(相同波长)的光. 混合光:具有不同能量(不同波长)的光复合在 起.例如白光

11 结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 长(频率越低)，光量子的能量越低. 单色光：具有相同能量(相同波长)的光. 混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在 一起. 例如白光. = = = c V E h h h n    波粒二象性 真空中: c E h  =

光学光谱区 远紫外近紫外可见近红外中红外远红外 (真空紫外) 10nm~200nm200nm380nm 780nm 2.5 50m 380nm~780nm~2.5m 50 300 13

13 光学光谱区 远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外 远红外 （真空紫外） 10nm~200nm 200nm ~380nm 380nm ~ 780nm 780 nm ~ 2.5 m 2.5 m ~ 50 m 50 m ~300 m

8.12物质对光的吸收与发射 物质分子内部3种运动形式及其对应能级: 1.电子相对于原子核的运动-电子能级; 单重态:激发态与基态中的电子自旋方向相反 三重态:激发态与基态中的电子自旋方向相同 2.原子核在其平衡位置附近的相对振动 振动能级; 3分子本身绕其重心的转动-转动能级

14 8.1.2 物质对光的吸收与发射 1. 电子相对于原子核的运动--电子能级; 单重态：激发态与基态中的电子自旋方向相反. 三重态：激发态与基态中的电子自旋方向相同. 2. 原子核在其平衡位置附近的相对振动 --振动能级; 3. 分子本身绕其重心的转动--转动能级. 物质分子内部3 种运动形式及其对应能级：