5.紫外-可见分光光度计从光路分类有哪几类?
各有何特点?
(1)单光束分光光度计:
结构简单,操作方便,维修容易,适用于常规分析。
(2)双光束分光光度计:
能自动记录吸收光谱曲线,自动消除光源强度变化所引起的误差。
(3)双波长分光光度计:
能提高方法的灵敏度和选择性,能获得导数光谱。
可用于多组分混
合物、混浊试样分析,以及存在背景干扰或共存组分吸收干扰的情况下的分析。
(4)二极管阵列分光光度计:
可全部波长同时检测,可获得时间、光强度和波长三维谱
6.简述紫外-可见分光光度计的主要部件、类型及基本性能。
紫外-可见分光光度计的基本结构是由五个部分组成:
即光源、单色器、吸收池、检测器
和信号指示系统。
1.光源:
常用的光源有热辐射光源和气体放电光源两类。
热辐射光源用于可见光区,如钨丝
灯和卤钨灯;气体放电光源用于紫外光区,如氢灯和氘灯。
2.单色器:
单色器一般由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散
元件、聚焦元件和出射狭缝等几部分组成。
其核心部分是色散元件,起分光的作用,主要有
棱镜和光栅。
3.吸收池:
一般有石英和玻璃材料两种。
石英池适用于可见光区及紫外光区,玻璃吸收池只
能用于可见光区。
4.检测器:
常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管等。
5.信号指示系统:
常用的信号指示装置有直读检流计、电位调节指零装置以及数字显示或自
动记录装置等。
7.简述用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法。
紫外分光光度法定性鉴定未知物的光谱依据是:
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,而最大吸收波长及相应的是定性分析的最主要参数。
用紫外分光光度法定性鉴定未知物方法有:
对比吸收光谱的一致性;
对比吸收光谱特征数据;
对比吸光度(或吸光系数)的比值。
8.举例说明紫外分光光度法如何检查物质纯度。
(1)如果一个化合物在紫外区没有吸收峰,而其中的杂质有较强的吸收,就可方便的检该化
合物中是否含有微量的杂质。
主成分无吸收,杂质有吸收→直接考察杂质含量
(2)如果一个化合物在紫外可见区有较强的吸收带,有时可用摩尔吸收系数来检查其纯度。
主成分强吸收,杂质无吸收/弱吸收→与纯品比E↓
杂质强吸收>>主成分吸收→与纯品比E↑,光谱变形
9.为什么最好在max处测定化合物的含量?
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根据Beer定律,物质在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系。
因此,只要选择一
定的波长测定溶液的吸光度,即可求出浓度。
选被测物质吸收光谱中的吸收峰处,特别是在
max处,可以提高测定灵敏度并减少测定误差。
被测物如有几个吸收峰,可选不易有其它物质
干扰的,较高的吸收峰。
10.说明双波长消去法的原理和优点。
怎样选择1和2?
原理:
a与b两种物质的吸收光谱完全重叠,欲消除b组分的干扰直接测定a组分。
首先要
选择采用两个测定波长λ1和λ2,测出在两波长处的吸光度,依据吸光度的加和性列式,
然后计算混合物在两个波长λ1和λ2处的总吸光度的差值△A来求算出待测组分a的含量。
优点:
该方法测混合物时,可不经分离直接测定待测组分。
选择两个测定波长的原则
1)使干扰组分(待消除组分)在这两个波长具有相同的吸光度A1b、A2b;
2)使待测组分a这两个波长ΔAa足够大。
11.说明导数光谱的特点。
(1)导数光谱的零阶光谱极小和极大交替出现,有助于对吸收曲线峰值的精确测定。
(2)零阶光谱上的拐点,在奇数阶导数中产生极值,在偶数阶导数中通过零。
这对肩峰的
鉴别和分离很有帮助。
(3)随着导数阶数增加,极值数目增加(极值=导数阶数十1),谱带宽度变小,分辨能力
增高,可分离和检测两个或者以上重叠的谱带。
(4)分子光谱中。
往往由于相邻吸收带的重叠.使吸收曲线产生峰位移动,峰形不对称。
出现肩峰等现象、可因相邻吸收带的强弱差别不同,相隔距离远近以及相重叠的部分多少而
变化,这冲变化,有时在吸收光谱曲线上的表现可以是很微弱而不易辨别的。
而在导数图上
则有明显的表现。
12.以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带,并指出各吸收带在紫外-可见吸收光谱
中的大概位置和各吸收带的特征。
(1)R带:
由含杂原子的不饱和基团的n→π*跃迁产生,如C=O;C=N;—N=N—,其
λ200~400nm,强度较弱ε<100。
(2)K带:
由共轭双键的π→π*跃迁产生,如(—CH=CH—)n,—CH=C—CO—,其λ>200nm,
ε>10
4。
(3)B带:
苯环本身振动及闭合环状共轭双键π-π*跃迁而产生的吸收带,是芳香族化合物
的主要特征吸收带,其λ256nm,宽带,具有精细结构;ε~200。
(4)E带:
由苯环环形共轭系统的π→π*跃迁产生,也是芳香族化合物的特征吸收带其中
E1带180nm,εmax>102带200nm,εmax=7000。
4(常观察不到),E
(5)电荷转移吸收带:
有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁。
其
4
λ范围宽,>10
。
(6)配位体场吸收带:
配合物中心离子d-d或f-f跃迁产生。
可延伸至可见光区,<10
2。
13.卡巴克洛的摩尔质量为236,将其配成每100ml含0.4962mg的溶液,盛于1cm吸收池中,
在max为355nm处测得A值为0.557,试求其
E及值。
(
1%
1cm
4)
E1%=1123,=2.6510
1cm
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A
1%
ECl
1cm
1%
E
1cm
A
Cl
1.557
0.496210
3
1
1123
M
10
1%
E
1cm
236
10
11232.6510
4
14.称取维生素C0.05g溶于100ml的0.005mol/L硫酸溶液中,再准确量取此溶液2.00ml
稀释至100ml,取此溶液于1cm吸收池中,在max245nm处测得A值为0.551,求试样中维生
素C的百分含量。
(E1%245nm=560)(98.39%)
1cm
C
x
0.500
100
2.10.00100(g/100ml)
A
s
1%
ECl
1cms
s
5600.0010010.560
样
C
x
C
s
100%
A
x
A
s
100%
0.557
0.560
100
15.某试液用2.0cm的吸收池测量时T=60%,若用1.0cm、3.0cm和4.0cm吸收池测定时,透光率各是多少?
(T2=77.46%,T3=46.48%,T
4=36.00%)
由公式AlgTECl
l2.0cm,EC
lg
l
T
lg0.60
2.0
0.1109
l1.0cm,lg
T0.11091
1
0.1109
T
1
77.5%
l3.0cm,
lgT0.11093
3
0.3327
T
1
46.5%
l4.0cm,lg
T0.11094
1
0.4436
T
4
36.0%
3+
16.有一标准Fe溶液,浓度为6g/ml,其吸光度为0.304,而试样溶液在同一条件下测得
3+的含量(mg/L)。
(10.07g/ml)
吸光度为0.510,求试样溶液中Fe
A
样
1%
ECl
1cm
样
C
样
A
标
1%
ECl
1cm
标
C
标
C
样
AC
样标
A
标
1.510
6.1
0.304
10.1g/ml10.1(mg/L)
17.将2.481mg的某碱(BOH)的苦味酸(HA)盐溶于100ml乙醇中,在1cm的吸收池中测得其
380nm处吸光度为0.598,已知苦味酸的摩尔质量为229,求该碱的摩尔质量。
(已知其摩尔
吸光系数为210
4)(M=619)
BOHHABAH
O
2
1%
E
1cm
M
10
2.00
4
10
1.598
2.48110
3
1
229
1
10
B
B602
MBOH60217619
18.有一化合物在醇溶液中的max为240nm,其为1.710
4,摩尔质量为314.47。
试问配制
什么样浓度(g/100ml)测定含量最为合适。
(3.7010
41.48103,最佳8.03104)
吸光度在0.2~0.7之间时为分光光度法的最适宜范围。
设l=1cm
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1%
E
1cm
10
M
2.
4
10
10
0.4963
541
A
1%
ECl
1cm
C
A
1%
E
1cm
l
下限C
1
0.501
541
1
4
2.210(g/100ml)
上限C
2
0.558
541
1
4
0.56110(g/100ml)
44
故最适宜浓度范围为:
3.710~1.310g/100ml
+与配合剂X形成配合物MX,其它种类配合物的形成可以忽略,在350nm处
19.金属离子M
+和0.200mol/LMX有强烈吸收,溶液中其它物质的吸收可以忽略不计。
包含0.000500mol/LM
+
X的溶液,在350nm和1cm比色皿中,测得吸光度为0.800;另一溶液由0.000500mol/LM
+均转化和0.0250mol/LX组成,在同样条件下测得吸光度为0.640。
设前一种溶液中所有M
为配合物,而在第二种溶液种并不如此,试计算MX的稳定常数。
(K稳=163)
ACl
A
1
C
1
l
0.1110
0.1110
1
1600
C
2
A
2
l
77.6640
16001
0.3328
K
稳
[
MX]
][X
[M
](0.000500
0.4437
2.)(0.0250
6.2)
0.305
20.K2CrO4的碱性溶液在372nm有最大吸收。
已知浓度为3.0010
5mol/L的K2CrO4碱性溶液,
2CrO4碱性溶液,
于1cm吸收池中,在372nm处测得T=71.6%。
求(a)该溶液吸光度;(b)K2CrO4溶液的max;
(c)当吸收池为3cm时该溶液的T%。
(A=0.145,max=4833,T=36.73%)
AlgTlg0.7160.145
max
A
Cl
0.145
3.0010
5
1
4833
5
Cl48333.00103
T101036.7%
21.精密称取VB12对照品20mg,加水准确稀释至1000ml,将此溶液置厚度为1cm的吸收池中,
在=361nm处测得其吸收值为0.414,另有两个试样,一为VB12的原料药,精密称取20mg,加水准确稀释至1000ml,同样在l=1cm,=361nm处测得其吸光度为0.400。
一为VB
12注射
液,精密吸取1.00ml,稀释至10.00ml,同样测得其吸光度为0.518。
试分别计算VB12原料
药及注射液的含量。
(原料药=96.62%,注射液含量=0.250mg/ml)
1%
E
1cm
A
对
Cl
0.414
3
10
11.
1000
1001
207
原料药
A
1%
El
1cm
3.0
1000
100
3
10
100%
2.400
10
2071
3
3.10
100%
96.6%
标示量
注射液
A
1%
El
1cm
3
10
1
10
1.518
2071
3
10
0.10.250mg/ml
22.有一A和B两化合物混合溶液,已知A在波长282nm和238nm处的吸光系数1%
E值分别
1cm
为720和270;而B在上述两波长处吸光度相等。
现把A和B混合液盛于1.0cm吸收池中,
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测得max282nm处的吸光度为0.442;在max238nm处的吸光度为0.278,求A化合物的浓度
(mg/100ml)。
(0.364mg/100ml)
ab
A
282nm
a
A
282nm
b
A
282nm
3.
ab
A
238nm
a
A
238nm
b
A
238nm
0.4964278
两式相减
ab
A
282nm
ab
A
238nm
a
A
282nm
a
A
238
nm
(
a
E
282
nm
a
E
238nm
)Cl
a
0.5020.278(720
270)C
a
C
a
2.3g/100ml0.364mg/100ml
23.配制某弱酸的HCl0.5mol/L、NaOH0.5mol/L和邻苯二甲酸氢钾缓冲液(pH=4.00)的三种溶液,其浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。
在max=590nm处分别测出其吸光度如表。
求
该弱酸pKa。
(pKa=4.14)
pHA(max590nm)主要存在形式
40.430[HIn]与[In]
碱1.024[In]
酸0.002[HIn]
HInHIn
K
a
[H
[
][
In
]
HIn
]
pK
a
pH
lg
[HIn
[In
]
]
在pH4的缓冲溶液中[HIn]和[In]共存,则该弱酸在各溶液中的CC,
分析浓度为,
Hin
In
即0.001g/100ml
缓冲液中
:
A
混
0.559ECE
HInHIn
In
C
In
碱性溶液中
:
A1.024
In
E(CC
HIn
In
In
)
酸性溶液中
:
A0.002
HIn
E(CC
HInHIn
In
)
后两式代入第一式
0.562
(C
0.1111
HIn
C
In
)
C
HIn
0.4965024
(C
HIn
C
In
)
C
In
C
HIn
C
In
0.1111pKpHlg
a
[
[
HIn
]
In]
4
lg1.3879
77.714
24.有一浓度为2.0010
-3mol/L的有色溶液,在一定波长处,于0.5cm的吸收池中测得其吸
收度为0.300,如果在同一吸收波长处,于同样的吸收池中测得该物质的另一溶液的百分透
光率为20%,则此溶液的浓度为多少?
(4.6610
3mol/L)
AlgTECl
A
1
C
1
lg
T
2
C
2