 紫外 可见分光光度法模块之

任务

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：紫外可见分光光度计的基本操作

 能力目标  能认知仪器组成、配套部件和控制面板    阅读说明书，编写仪器操作规程 能熟练操作紫外-可见分光光度计 能对仪器进行校验，和对仪器进行日常维护与保养

 课程引入  2005 年中央 12 台曾报道，上海市的蔡女士一家刚住进新房没多久， 丈夫就得了白血病去世。通过检测机构对室内的空气质量进行一次检 测，发现储藏室和卧室中的甲醛含量竟然远远超出标准值的三倍。  请大家思考，现代家装过程中经常会出现甲醛超标，如何进行测定？  国家标准《公共场所空气中甲醛测定方法》 （ GB/T18204.26-2000 ） ；  第一法：酚试剂分光光度法 （仲裁法） ；  第二法：气相色谱法 。  学生根据所查资料现场讨论以决定各方法的优劣

 测定过程一  打开电源开关  检验吸收池的成套性 （具体过程在后面内容中操作）  选择工作波长（按设定键，以及增加、减小按钮，进行设定）

 测定过程二  选择测量方式（按方式键选择透射比模式与吸光度模式）  润洗比色皿，依次装入参比溶液和测量溶液  参比溶液于光路中，透射比模式下同时调 0 和 100%  在吸光度模式下，测定测量溶液的吸光度  学生自学仪器使用说明书  学生阅读仪器 UV-7504 使用说明书  对照说明书,学生认知仪器的主要组成部分

 组 成 结 构 光源 单色器 吸收池 检测器 信号显示系统

 光 源 光源：提供符合要求的入射光。 要求：在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱， 具有 足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。 紫外光源---氘灯 (185-375 nm) 可见光源---钨灯 (320-1000nm)

 单 色 器  单色器：将光源发射的复合光分解成连续光谱并可从中选出任一波长 单色光的光学系统。  单色器主要由狭缝、色散元件 和透镜系统组成。  色散元件是棱镜和反射光栅的组合  狭缝和透镜系统控制光的方向  棱镜单色器  利用不同波长的光在棱镜内折射 率不同将复合光色散为单色光。  光栅单色器  一系列等宽、等距离的平行狭缝  以光的衍射现象和干涉现象为基础（平面反射光栅和平面凹面光栅）

 吸 收 池  吸收池：又叫比色皿，用于盛放待测溶液和决定透光液层 厚度的器件。  主要有石英吸收池和玻璃吸 收池两种。  在紫外区须采用石英吸收池， 可见区一般用吸收玻璃池。  主要规格 0.5cm

、 1.0cm

、 2.0cm

、 3.0cm

和 5.0cm

注意事项：手执两侧的毛面，盛放液体高度四分之三。

 检测器  检测器：利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号。  常用的检测器有光电池、光电管及光电倍增管。 光电池 光电管 光电倍增管

 信号显示系统 信号显示器  以检流计或微安表指示仪表  数字显示和自动记录型装置

 其他型号仪器 请学生对其他类型的分光光度计认知 7230型紫外可见分光光度计  学生进行仪器的基本操作训练

 仪器操作规程  学生总结、归纳并示范 Uv7504 仪器的操作规程。  学生总结、归纳 7230 仪器的操作规程 。

 仪器的校验一 波长准确度的准确检查 同学们根据教师的要求用白纸片遮住光路，改变波长从750nm到 400nm，观察白纸片中颜色的变化。 谱钕滤光片吸收曲线 苯蒸汽的吸收曲线

 仪器的校验二 透射比正确度的检验

W K

2

Cr

2

O

7  0 .

006000 % 的溶液的透射比 波长 /nm 235 257 313 温度 /℃ 25 18.2

13.7

51.3

350 22.9

以0.001mol.L

-1 HClO 4 为参比，以1cm的石英比色皿做吸收池， 分别在235、257、313、350波长处测定相应溶液的透射比。

 仪器的校验三 吸收池成套性检验 JJG178-96规定 ：石英吸收池：220nm、蒸馏水； 350nm、 0.001mol.L

-1 HClO 4 溶液； 玻璃吸收池：600nm、蒸馏水； 相对校正法： K 2 Cr 2 O 7 用一套比色皿装待测试样的溶剂，以其中一个为参比，测定其他吸收池 的吸光度。 若吸光度为零，或相等，即可配对。 若不相等，可选最小吸光度值的作参比，测定其它的吸光度，求修正值。

 学生操作训练、教师指导  学生操作，教师指导。  随机抽查学生进行操作演示。  学生评价。

 日常维护、保养  对仪器工作环境的要求 稳固的工作台 温度、湿度合适  仪器保养和维护方法 仪器工作电源 光源使用注意事项 单色器使用注意事项 正确使用吸收池

 故障排除

 故障排除

 引 入  问题：为什么分光光度法能测定空气中甲醛的含量？  主要是由于空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被 高铁离子氧化形成兰绿色化合物，可以对 630nm 的光产生选择性吸收， 而可以建立相应的分析方法。  问题：为什么不同的物质呈现不同的颜色？  原 因  由于溶液对光的选择性吸收引起的， 溶液呈现的是被吸收物质的互补色。  硫酸铜溶液吸收黄光，呈现兰色。  高锰酸钾溶液吸收绿色光，呈现紫红色

 几种光的性质  单色光：具有同一波长的光称为单色光。  复合光：含有多种波长的光称为复合光。  互补光：如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合， 可合成白色光，这两种颜色的光称为互补色。  可见光：凡是能被肉眼感觉到的光称为可见光。  紫外可见分光光度法概念  紫外可见分光光度法是基于物质分子对 200-780nm区域光的选择性吸收而建立 起来的分析方法。

 紫外可见分光光度法分类 目视比色法 紫外分光光度法 光电比色法 分光光度法 紫外可见分光光度法 可见分光光度法 比色分析法：利用比较待测溶液本身的颜色或加入试剂后呈现的颜色深浅来 测定溶液中待测物质的浓度的方法 按检测器不同分为目视比色法和光电比色法。 以人的眼睛来检测颜色深浅的方法称目视比色法； 以光电转换器为检测器来区别颜色深浅的方法称光电比色法； 根据物质对不同波长的单色光的吸收程度不同而对物质进行定性和定量分析的 方法称为分光光度法。

 紫外可见分光光度法特点  较高的灵敏度；  适合于测定低含量和微量组分，而不适用于中高组分  分析速度快，操作简便；  价格低廉，应用广泛  紫外可见分光光度法应用  紫外吸收光谱可用于芳香化合物及含共轭体系化合物的鉴定与结构分析  紫外与可见分光光度法均可用于定量分析。  紫外与可见分光光度法还可用于化学反应平衡的研究。

 紫外可见分光光度计类型  按波长范围划分：  可见分光光度计（ 400-780nm ）  紫外可见分光光度计 (200-1000nm)  按光路划分：  单光束分光光度计  双光束分光光度计  双波长分光光度计

 光路 单光束分光 光度计 双光束分光 光度计 双波长分光 光度计

 吸收光谱曲线（定性分析） 1- c (KMnO 4 )=1.56

× 10 -4 mol·L -1 2- c (KMnO 4 )=3.12

× 10 -4 mol·L -1 3- c (KMnO 4 )=4.68

× 10 -4 mol·L -1 KMnO 4 溶液的光吸收曲线  将不同波长的光依次通过某一固定浓度 和厚度的有色溶液，分别测出它们对各种波 长光的吸收程度（用吸光度A表示）。  以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作 图，画出曲线，此曲线即称为该物质的光吸 收曲线（或吸收光谱曲线）。  溶液对不同波长的光的吸收程度是不同的， 存在最大吸收峰的位置称为最大吸收波长。  不同浓度的溶液，其吸收曲线的形状相似， 最大吸收波长也一样。  不同物质的吸收曲线，其形状和最大吸收 波长都各不相同，可利用吸收曲线来作为物 质定性分析的依据。

 朗伯定律 光的吸收程度与光程长的关系？

 比尔定律 光的吸收程度与浓度的关系？

 光吸收定律（定量分析） 光吸收定律 ：

A

 lg  

tr

0 几个概念：  lg  1 

Kbc

入射光通量、透射光通量、透射比、吸光度、比例常数 成立的条件：  一是必须使用单色光  二是吸收发生在均匀的介质  三是吸收过程中，吸收物质互相不发生作用

 吸收系数 吸收系数的物理意义：单位浓度的溶 液液层线厚度为 1cm 时，在一定波长 下测得的吸光度。 A=

εb c

A=

a bρ

影响吸收定律的主要因素：入射光非单色性、溶液因素、 比尔定律局限性

 总结  紫外可见分光光度计的认知与基本操作  紫外可见分光光度法基础知识  吸收光谱曲线，光吸收定律

 下次课程问题 实际工作中我们应用分光光度计测定出样品的吸光度后，采用 何种方法进行定量计算。

 思考题 分光光度计有哪些组成部件，各有什么作用？ Uv-vis754 紫外可见分光光度计的操作步骤？