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紫外-可见分光光度法

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紫外-可见分光光度法:是根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。操作简单、准确度高、重现性好。波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
中文名
紫外-可见分光光度法
性    质
分析方法
特    点
操作简单、准确度高
组成部分
辐射源、单色器等
 

吸收光谱编辑

描述物质分子对辐射吸收的程度随波长而变的函数关系曲线,称为吸收光谱或吸收曲线。紫外-可见吸收光谱通常由一个或几个宽吸收谱带组成。最大吸收波长(λmax)表示物质对辐射的特征吸收或选择吸收,它与分子中外层电子或价电子的结构(或成键、非键和反键电子)有关。朗伯-比尔定律是分光光度法和比色法的基础。这个定律表示:当一束具有I0强度的单色辐射照射到吸收层厚度为b,浓度为c的吸光物质时,辐射能的吸收依赖于该物质的浓度与吸收层的厚度。其数学表达式为:A=lg(I0/I)=lg(1/T)=εbc 式中的A叫做吸光度;I0为入射辐射强度;I为透过吸收层的辐射强度;(I/I0)称为透射率T;ε是一个常数,叫做摩尔吸光系数,ε值愈大,分光光度法测定的灵敏度愈高。

紫外-可见分光光度计编辑

紫外-可见分光光度计由5个部件组成:①辐射源。必须具有稳定的、有足够输出功率的、能提供仪器使用波段连续光谱,如钨灯、卤钨灯(波长范围350~2500纳米),氘灯或氢灯(180~460纳米),或可调谐染料激光光源等。②单色器[1]  。它由入射、出射狭缝透镜系统和色散元件(棱镜或光栅)组成,是用以产生高纯度单色光束的装置,其功能包括将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束。③试样容器,又称吸收池。供盛放试液进行吸光度测量之用,分为石英池和玻璃池两种,前者适用于紫外到可见区,后者只适用于可见区。容器的光程一般为0.5~10厘米。④检测器,又称光电转换器。常用的有光电管或光电倍增管,后者较前者更灵敏,特别适用于检测较弱的辐射。近年来还使用光导摄像管或光电二极管矩阵作检测器,具有快速扫描的特点。⑤显示装置。这部分装置发展较快。较高级的光度计,常备有微处理机、荧光屏显示和记录仪等,可将图谱、数据和操作条件都显示出来。
仪器类型则有:单波长单光束直读式分光光度计,单波长双光束自动记录式分光光度计和双波长双光束分光光度计
应用范围包括:①定量分析,广泛用于各种物料中微量、超微量和常量的无机和有机物质的测定。②定性和结构分析,紫外吸收光谱还可用于推断空间阻碍效应、氢键的强度、互变异构几何异构现象等。③反应动力学研究,即研究反应物浓度随时间而变化的函数关系,测定反应速度反应级数,探讨反应机理。④研究溶液平衡,如测定络合物的组成,稳定常数、酸碱离解常数等。

使用方法编辑

中华人民共和国药典》2005年版 第一部 附录VA (P附录28):

仪器的校正和检定

(1) 波长 由于环境因素对机械部分的影响,仪器的波长经常会略有变动,因此除应定期对所用的仪器进行全面校正检定外,还应于测定前校正测定波长。常用汞灯中的较强谱线237.83nm、253.65nm、275.28nm、296.73nm、313.16nm、334.15nm、365.02nm、404.66nm、435.83nm、546.07nm与576.96nm,或用仪器中氘灯的486.02nm与656.10nm谱线进行校正,钬玻璃在279.4nm、287.5nm、333.7nm、360.9nm、418.5nm、460.0nm、484.5nm、536.2nm与637.5nm波长处有尖锐吸收峰,也可作波长校正用,但因来源不同或随着时间的推移会有微小的差别,使用时应注意。
(2)吸光度的准确度可用重铬酸钾的硫酸溶液检定。取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾约60mg,精密称定 ,用0.005mol/L硫酸溶液溶解并稀释至1000ml,在规定的波长处测定并计算其吸收系数,并与规定的吸收系数比较,应符合表中的规定。
波长/nm 235(最小) 257(最大) 313(最小) 350(最大)
吸收系数
的规定值
124.5
144.0
48.62
106.6
吸收系数
的许可范围
123.0~126.0
142.8~146.2
47.0~50.3
105.5~108.5
(3) 杂散光的检查可按下页表的试剂和浓度,配制成水溶液,置1cm石英吸收池中,在规定的波长处测定透光率,应符合表中的规定。
试剂 浓度%(g/ml) 测定用波长(nm) 透光率 %
碘化钠
1.00
220
<0.8
亚硝酸钠 5.00 340 <0.8

对溶剂的要求

含有杂原子的有机溶剂,通常均具有很强的末端吸收。因此,当作溶剂使用时,它们的使用范围均不能小于截止使用波长。例如甲醇、乙醇的截止使用波长为205nm 。另外,当溶剂不纯时,也可能增加干扰吸收。因此,在测定供试品前,应先检查所用的溶剂在供试品所用的波长附近是否符合要求,即将溶剂置1cm石英吸收池中,以空气为空白(即空白光路中不置任何物质)测定其吸收度。溶剂和吸收池的吸光度,在220~240nm 范围内不得超过0.40,在241~250nm范围内不得超过0.20,在251~300nm范围内不得超过0.10,在300nm以上时不得超过0.05。

测定法

测定时,除另有规定外,应以配制供试品溶液的同批溶剂为空白对照,采用1cm的石英吸收池,在规定的吸收峰波长±2nm以内测试几个点的吸收度,或由仪器在规定波长附近自动扫描测定,以核对供试品的吸收峰波长位置是否正确,除另有规定外,吸收峰波长应在该品种项下规定的波长±2nm以内,并以吸光度最大的波长作为测定波长。一般供试品溶液的吸收度读数,以在0.3~0.7之间的误差较小。仪器的狭缝波带宽度应小于供试品吸收带的半宽度,否则测得的吸收度会偏低;狭缝宽度的选择,应以减小狭缝宽度时供试品的吸收度不再增大为准,由于吸收池和溶剂本身可能有空白吸收,因此测定供试品的吸光度后应减去空白读数,或由仪器自动扣除空白读数后再计算含量。当溶液的pH值对测定结果有影响时,应将供试品溶液和对照品溶液的pH值调成一致。
(1) 鉴别和检查 分别按各品种项下的方法进行。
(2) 含量测定 一般有以下几种。

对照品比较法

按各品种项下的方法,分别配制供试品溶液和对照品溶液,对照品溶液中所含被测成分的量应为供试品溶液中被测成分规定量的100%±10%,所用溶剂也应完全一致,在规定的波长测定供试品溶液和对照品溶液的吸光度后,按下式计算供试品中被测溶液的浓度∶
CX=(AX/AR)CR
式中 CX为供试品溶液的浓度;
AX为供试品溶液的吸光度
CR为对照品溶液的浓度;
AR为对照品溶液的吸光度。

吸收系数法

按各品种项下的方法配制供试品溶液,在规定的波长处测定其吸光度,再以该品种在规定条件下的吸收系数计算含量。用本法测定时,吸收系数通常应大于100,并注意仪器的校正和检定。

比色法

供试品溶液加入适量显色剂后测定吸光度以测定其含量的方法为比色法。
用比色法测定时,应取数份梯度量的对照品溶液,用溶剂补充至同一体积,显色后,以相应试剂为空白,在各品种规定的波长处测定各份溶液的吸光度,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标绘制标准曲线,再根据供试品的吸光度在标准曲线上查得其相应的浓度,并求出其含量。
也可取对照品溶液与供试品溶液同时操作,显色后,以相应的试剂为空白,在各品种规定的波长处测定对照品和供试品溶液的吸光度,按上述(1)法计算供试品溶液的浓度。
除另有规定外,比色法所用空白系指用同体积溶剂代替对照品或供试品溶液,然后依次加入等量的相应试剂,并用同样方法处理制得。

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