光谱测试——紫外分光光度计法

一、工作原理

紫外可见分光光度计的核心工作原理基于Lambert-Beer定律。当一束平行单色光垂直照射通过均匀、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度（A）与吸光物质的浓度（c）及液层厚度（b）成正比，其数学表达式为：

A=ε⋅b⋅c

其中，ε为摩尔吸光系数，是物质的特征常数。通过测量不同波长下样品对光的吸收程度，仪器能够确定物质的含量及结构信息。

紫外分光光度计主要组成部件有光源、单色器、吸收池、检测器和信号处理器等，其工作原理主要是利用氢灯或者氘灯激发紫外光或者利用钨灯激发可见光，再利用单色器对光源发出的复合光进行分解从而过滤出所需单色光对样品进行照射，样品一般装入玻璃比色皿或者石英比色皿中，通过检测器检测透过光的强度并将光信号转化为电信号，完成对样品的检测。分子的紫外可见吸收光谱主要是由于分子中的个别激团可吸收光能，从而发生电子能级跃迁。

二、应用范围

2.1 化合物的鉴定

不同的化合物一般含有不同的紫外可见吸收光谱，对于未知化合物可以通过对比其与已知化合物的紫外可见吸收光谱，当发现吸收峰数目、位置相对强度、吸收峰形状等内容均有较大程度的相似，则可以鉴定为同一化合物。如图1。

图1

2.2 结构分析

紫外可见分光光度计是根据物质分子对波长在200~760 nm范围内电磁波吸收特性来进行结构分析，其具有重现性较好的优点。不同物质有着不同的分子空间结构，而且吸收光能量的情况也有着较大差异，每种物质都有着独特的吸收光谱曲线，所以在对吸收光谱上的某些特征波长的吸光度进行分析与对比后，就能确定物质的成分以及结构。

2.3 纯度检测

通过对比已有化合物与纯的化合物的吸收图谱，如果产生特殊的吸收杂峰即可判断化合物中含有杂质。

2.4 化学反应动力学分析

紫外可见分光光度计还可以用于化学反应动力学研究，通过进行吸收光谱的测定可以判断反应过程的进程，从而得出化学反应速度常数，如图2。在两个或者两个以上的温度条件下进行测试，得到相应的速度数据，还能判断出反应活化能。

图2

2.5 定量分析

  通过准备不同浓度的标准样品，并在一定波长下测出吸光度值，绘制标准曲线。通过测定未知浓度的样品吸光度，代入标曲即可得到样品浓度。