原理
紫外可見吸收光譜的基本原理是利用在光的照射下待測樣品內 部的電子躍遷,電子躍遷類型有: (1)σ→σ* 躍遷 指處於成鍵軌道上的 σ 電子吸收光子後被激發躍遷到 σ* 反鍵軌道 (2)n→σ* 躍遷 指分子中處於非鍵軌道上的 n 電子吸收能量後向 σ*反鍵軌 道的躍遷 (3)π→π* 躍遷 指不飽和鍵中的 π 電子吸收光波能量後躍遷到 π*反鍵軌 道。 (4)n→π* 躍遷 指分子中處於非鍵軌道上的 n 電子吸收能量後向 π*反鍵軌 道的躍遷 。 電子躍遷類型不同,實際躍遷需要的能量不同: σ→σ* ~150nm n→σ* ~200nm π→π* ~200nm n→π* ~300nm 吸收能量的次序為:σ→σ*>n→σ*≥π→π*>n→π* 特殊的結構就會有特殊的電子躍遷,對應著不同的能量(波長),反反映在紫 外可見吸收光譜圖上就有一定位置一定強度的吸收峰,根據吸收峰的位置和強度就可 以推知待測樣品的結構信息。
操作順序
1.接通電源; 開電腦主機; 2.進入控制軟體界面; 3. 選擇所用程式( scan掃描為例 掃描為例) 4. 設定儀器參數; 4.確定測定波長(掃描); 5. 測定試樣; 6.測定試樣; 7.儀器復原。
套用
物質的紫外吸收光譜基本上是其分子中生色團及助色團的特徵,而不是整個分子 的特徵。 如果物質組成的變化不影響生色團和助色團, 就不會顯著地影響其吸收光譜, 如甲苯和乙苯具有相同的紫外吸收光譜。另外,外界因素如溶劑的改變也會影響吸收 光譜,在極性溶劑中某些化合物吸收光譜的精細結構會消失,成為一個寬頻。所以, 只根據紫外光譜是不能完全確定物質的分子結構,還必須與紅外吸收光譜、核磁共振 波譜、質譜以及其他化學、物理方法共同配合才能得出可靠的結論。 化合物的鑑定 利用紫外光譜可以推導有機化合物的分子骨架中是否含有共軛結構體系, c=c 如 -c=c、c=c-c=o、苯環等。利用紫外光譜鑑定有機化合物遠不如利用紅外光譜有 效,因為很多化合物在紫外沒有吸收或者只有微弱的吸收,並且紫外光譜一般比較簡 單,特徵性不強。利用紫外光譜可以用來檢驗一些具有大的共軛體系或發色官能團的 化合物,可以作為其他鑑定方法的補充。 (1)如果一個化合物在紫外區是透明的,則說明分子中不存在共軛體系,不含 有醛基、酮基或溴和碘。可能是脂肪族碳氫化合物、胺、腈、醇等不含雙鍵或環狀共 軛體系的化合物。 (2)如果在 210~250nm 有強吸收,表示有 k 吸收帶,則可能含有兩個雙鍵的共 軛體系,如共軛二烯或 α,β-不飽和酮等。同樣在 260,300,330nm 處有高強度 k 吸收帶,在表示有三個、四個和五個共軛體系存在。 (3)如果在 260~300nm 有中強吸收(ε=200~1 000),則表示有 b 帶吸收, 體系中可能有苯環存在。 如果苯環上有共軛的生色基團存在時, ε 可以大於 10 000。 則 (4)如果在 250~300nm 有弱吸收帶(r 吸收帶),則可能含有簡單的非共軛並 含有 n 電子的生色基團,如羰基等。 純度檢查 如果有機化合物在紫外可見光區沒有明顯的吸收峰,而雜質在紫外區有較強的吸 收,則可利用紫外光譜檢驗化合物的純度。如果有機化合物在紫外可見光區沒有明顯 的吸收峰,而雜質在紫外區有較強的吸收,則可利用紫外光譜檢驗化合物的純度。 異構體的確定 異構體的確 定 對於異構體的確定,可以通過經驗規則計算出 λmax 值,與實測值比較,即可證 實化合物是哪種異構體。如: 乙醯乙酸乙酯的酮-烯醇式互變異構 位阻作用的測定 由於位阻作用會影響共軛體系的共平面性質,當組成共軛體系的生色基團近似處 於同一平面,兩個生色基團具有較大的共振作用時,λmax 不改變,εmax 略為降低, 空間位阻作用較小;當兩個生色基團具有部分共振作用,兩共振體系部分偏離共平面 時,λmax 和 εmax 略有降低;當連線兩生色基團的單鍵或雙鍵被扭曲得很厲害,以 致兩生色基團基本未共軛,或具有極小共振作用或無共振作用,劇烈影響其 uv 光譜 特徵時,情況較為複雜化。在多數情況下,該化合物的紫外光譜特徵近似等於它所含 孤立生色基團光譜的“加合”。 氫鍵強度的測定 溶劑分子與溶質分子締合生成氫鍵時,對溶質分子的 uv 光譜有較大的影響。對 於羰基化合物,根據在極性溶劑和非極性溶劑中 r 帶的差別,可以近似測定氫鍵的強 度。溶劑分子與溶質分子締合生成氫鍵時,對溶質分子的 uv 光譜有較大的影響。對 於羰基化合物,根據在極性溶劑和非極性溶劑中 r 帶的差別,可以近似測定氫鍵的強 度。 定量分析 朗伯-比爾定律是紫外-可見吸收光譜法進行定量分析的理論基礎,它的數 學表達式為: a = ε b c uv-2550
注意事項
1、使用的吸收池必需潔淨,並注意配對使用。量瓶,移液 管均應校正後使用。 2、取吸收池時,手應拿毛玻璃面的兩側盛裝樣品以池體的 4/5 為度,使 用揮發性溶液時應加蓋,透光面要用插鏡紙由上而下摖拭乾淨,檢視應無溶劑殘留。吸收池 放入樣品室時應注意方向相同。用後用溶劑或水沖洗乾淨,晾乾防塵保存。 3、供試品溶液濃度除各該品種已有註明外,其吸收度以在 0.3~0.7 之間為宜。 4、測定時除另有規定外,應以配製供試品溶液的同批溶液為空白對照,採用 1cm 石英吸收 池,在規定峰+-2nm 以內,測幾個點的吸收度或由儀器在規定波長附近自動掃描測定,以 核對供試品的吸收峰位置是否正確, 並以吸收度最大的波長作為測定波長, 除另有規定吸收 度最大波長應在該品種下規定的測定波長+-2nm 以內 5、供試品應取 2 份,如為對照品比較法,對照品一般也應取兩份。平行操作,每份結果對 平均值的偏差應在+-0.5%以內 6、選用儀器的狹縫寬度應小於供試品吸收帶的半寬度,否則測得的吸收度會偏低,狹縫寬 度的選擇應以減少狹縫寬度時供試品的吸收度不再增加為準, 對於大部分被測品種, 可以使 用 2nm 縫寬。