现代分析仪器分析方法通则
紫外和可见吸收光谱方法通则
JY/T022--1996
General rules for ultraviolet and vlslble absorption spectrometry1997-01-23发布
1997-04-01实施
本标准的编写格式和方法符台CBT1.1一1993标准化工作导测第1单光:标准的起草与表述规则第1部分:标准编写的基本规定3,GB/T1、-一88&标准化作导则化学分析方法标准编写规定>的要求。
本标准参照了GB972183化学试剂分子吸收分比光度法通则(紫外和可见光部分)编写的,
本标推要起草单位:国家教育委员会本标谁主要起草人:秦建恢
引用标准
方法原理
紫外和可见吸收光谱仪
样品和溶
分析步骤
分析结果的表述
安全注意事项
(557】
(356)
紫外和可见吸收光谱方法通卿
General rules for ultraviolet and visible absorption spectrometry1范围
022—1996
本通则给出了紫外和可见吸收光谱法的方法原理、定性分析和定量测定方法。本通则适用于单光束,双光束或双波长紫外和可见吸收光仪,波长在200nm*850nm之声无机元素和有机化合物的定性分析和定量测处。2引用标准
GB1.4—88标准化工作导州化学分析方法标准编写规定GB10713--69分子吸收光谱分析方法标准编写规定GB8322—87分子吸收光谱法术诺GB300有关量,单位和符号的般原则GB602化学试剂杂质测定用标准溶液的制备GB603化学试剂试验方法中所用制剂和制品的制备G6682—86实验宰月水规格
3方法原理
溶液中待测组分分子巾的价电子能够选择性地吸收紫外或可见光,分于吸收光子的能后,其外层电了从基态既还到激发态.形成紧外可见吸收光谱。根据各种组分的紫外可见吸收光谱中吸收峰的形状和数日及肇尔吸收系数的大小,可以对待测组分进行定生分析。定性分析最常用的是对比法,对比法可借助于现有的各种有机化合物的紫外和可见标准谱图,以及电子光谱多种数据,进行定性分折。采用纯试样的吸收光谱与待测试样的吸收光谱进行比较,也可作为定性分析的依据,从光源辐射出的光,经仅器单色器分光后成为单色光。当单色光通过溶液时,一部分被吸收,吸收的大小与溶液的厚度和浓度的关系符合朗伯一比尔定律。朗伯一比尔定律为A--Ig(1/gT)-E b
式中A——溶液的吸光度
T溶波的透过率
h溶液厚度,rm
溶綫浓度,ul/L
s—--摩尔吸收系数.1/mol.cm
当光程民度和库尔吸收系数一定时,吸光度A与落液中特测组分浓度成正比,利用此定律进行定显分析。
国家教商委员会1997-01-22批准19970401实施
4试剂
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配制溶波的水来符台GB668286实验室用水的规格:如凡于痕量测定·则需用一级水4.2试剂
实验中所用的制剂和落液应按(H/602化学试剂、杂质购定卫标准溶液的制备和GB/603化学试希,试验方法中所用制剂和制品的制备中所规定的方法配制。在使用有机溶剂时,选择有机溶剂的原划为:对试群有良好的溶解能力知造择性;溶剂不与待测组分发生化学反应:在测定波段溶剂本身无明显吸收,而待测组分在溶剂中有良好的做收峰,溶剂择发性心,不易燃、无毒性目价格便宜。5紫外和可见吸收光谱仪
5.1器的组成
紫外和可见吸改光谱仪由光源、单色器、撑品室、检测器、控制系统和显示系统等六部分组或。配有缴型计算机的吸收光谱仪,提高了仅器的性能、增加了议器的功能,并能完成数据处理和自动操作等。
5.2仪器的性能和指标
紫外和可见吸收光谱仪的主要性能及技术指标应满足表1所示:表1主要性能和技术指标
这器主要性能
此内容来自标准下载网波长哇确度
波长重复性:
分解电或光诺带宝
透过率准确埋
透过率重复性
基线半直度
杂散光
样品和溶液
6.1试验游液
技器级剃
分辨保度>20片
<.U1A(500nm)
0.001%(220mm)
. 11. 5:2m
光谐书宽<2nm
t.002A(500nm)
<0.0235220mm)
实验案样品应具有充分的代表性,并按分析化学中带规六法处理。在处埋过程中,应防试样被污染和被测组分的去失。无机试样用合适的酸、混酸溶解或川碱熔融,有时需先经泥法或「法消化样品,然后再转化为造台于光度測定的溶液。有机试样用合适的有机落剂溶解或抽提·由试验溶渡制备供测定旧的样品溶液。样品溶液应清激透明,不能有气泡或晟浮物质存在。i.2穿的试验溶液
空白试验溶液的配制方法与试验溶液相同,但不含被测物质,空白试验溶液应符358
GB10713 -89 中 3. 7 的要求。6.3杯准溶液
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在进行定量测定时.必须配制标准溶液。为保证值的溯,应尽可能使用标准物质米制备标准溶减。无标准物质可供使用时,应用能满足具体工作要求的相应纯物质配制标准溶液,6.4缓冲溶液
缓冲溶液用于伴品溶被在测定时保持一-定的H值,常而于分光光瘦测定的缓冲落没有:NaH,PU),+HC.(pH-3),NaAe+HCt(pH--5),KH,PO,-NaOH(pH-?),H,BO:+KCI
7分析步骤
7.1仅器准备
仪器的各项性能和指标应按检定规理定期进行检定或校验,必要时在测定前对波长推确度、分辨率,光度准确度等指标进行校验:7. 1. 1 机和校验
启动仪器前应作好电源检查、联接件的连接、样品空的检查,记录笔和记录纸等准备上作,按没器说明书要求,接通电源。7.1.2仪器测定条件的选择
孔)被长范册在选择紫外区或可见光区进行全波长范围扫摘,有时为了实出测定被长,了以限制在某一特定波长区扫描。应选择最大吸收波长作为测定波长,但在测延高浓度样品溶液对、可选用灵敏度较低的吸收蜂波长作为测定波长。b)吸光度和透过率根据测定需要,选择合适的吸光度或透过率。)获缝狭缝宽可以获得较高的信噪比,们过宽将障低光度准确度和光谱细节的分新率,获缝过窄将增加噪音。本标准握出了各种试样测定时的狭缝,气体试样U.U5nrn0.25nm,液体或固体试样C.25nm--2nm,商吸收试样2mml~51m,固定波长测定1nm~2nm。山)响应响应时间取决于样品性质,狭缝和信噪比。对于高啵收样品应选择长的应时间;在快扫描速度下+选用快响应耐间、e)扫描速度扫描速度的选择取决于试样性质、谐带宽度和响应时间。对手锐的吸收光谱,应选用慢扫描速度,对宽的吸收光谱,采用较快的扫描速度,F)织坐标范围对于未知样品溶液,应先用仪器提供光度范围,期0%100为T或0A~3A范围内扫描。如已知最大的T或A,应选择合适的刻度扩展-使最大的A或T挖制在70%--8095。
7.1.3吸收池的难备
吸收池必须非常干净。吸收池可按下述方法清洗:将吸收池漫在2%(W/V)碳酸钠和少量液体合成洗涤剂中.没泡约10min,必要时可加热至40C~50用水洗净,再在硝酸(1-+5)和少量过氧化急溶液中授泡约30Inin,再用水冲净,倒效在滤纸上,存敏在于燥器中。如果急需使用,先用95醇清洗,再少量丙酮清净,放干燥。洗净后的吸收池,不能手指触模光学玻璃的表面。
样品溶液的吸收波长在350mm以下.使用英吸收池:吸收波长在350nm以上时,用石英或被璃吸收池。在没有特别规定吸收池厚时,使用享度为10mm的吸收池。7.2测定步骤
接下列步骤进行测定:
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引)将实验室伴品进行预处理,称量,溶解和定容配制成试验溶液;b)
按规定欢序分别期人定量免剂,酸或碱,种液净蔽剂和稳年剂等:根据端要进行热或放置,
入溶剂,定容,配制成样品溶液;d)
按规延要求,谁备好吸收光谱仪却吸收池!e)
选择测定茶件:
g)绘制吸收光谱由线:
h)对标准溶液和样品溶液进行测延,对试验溶液进行定性分析时,可以省去、b、等步探。7.3定性分析
出于紫外和可见吸收光谱谱带数目少,且特征性不大,物质结构上的改变对吸收光谱影响不大,具有同一-基闭的不同物质具有相似的吸收光谱;此外,某些组分的强吸收常掩敲某些弱吸收带,上述这些因素为定性分析借来困难。是紧外和可见吸收光谱作为--种辅或鉴定工其,配合红外光谱、核磁共搬波谱和质谱,在有机化合物定性定上还是有用的,有机化合物定性分析的一·般规律为;如果液化合物在220nm~800mm波长范围内无吸收(e<.1:,则该化合物不含直链或环状共轭体系,也不含有醛基、酮基或溴和碘。如果该化合物在27mm~350mm波长内出现低强度的吸收峰(=10--100),而且在200mm附近无其它暇收测该化合物含有一简单的,非共轭的并含有:1电子的生色闭。如果在250mm~3001m波长内出现中等强度的吸收降(=1000~-10000)并含有振动款迁的精细结构,说明有苯环存在。当吸收峰的e>10000,则举环上有一个取代的共轭生色述。如果在21mm~250nm波长内有一强吸收峰,表明该化合物含有两个共轭体系。如果t在10000~20000之间,说明是~简单的不饱和酮或二烯。如果在26nm,300mm,330mm附近有高强度吸收峰,表示该化合物含有三个,四个或五个共物体系如果该化合物出现许案吸收蜂,它可能含有一长链共靶或多环游香生色团,如梁化合物具有顔色.在可见光区则有选择性吸收。7.4楚基谢定方法
根据朗伯比尔定律建立的各种吸收光谱分析方法广泛用于常量组分,微量组分、痕量组分的测定。随着各种显色试剂的开发和应,经过适当的处理(包括显色剂浓度、溶液酸度、显色时间,湿度等),绝大多数金属离了与显色试剂生成有色络合物,实现金属离子的定量测定在进行定最测定时,应选择吸收光谱最大吸收择波长,逃行吸光度的测定。吸光度的读数应在0.2~0.8之间,必要时可调节浓度或吸收池的厚度,使溶液的吸光度在此范围内。7.4.1单组分定量测定单组分定量测定常用标准曲线或间妇线法。在进行测定时,用与待测分相同的标准溶液配制标准溶液系列。当试验溶液经成比效复杂,标准溶液与待测试验溶液的基本和其它组分不易匹配时,采用标准如入法。在所选择的仪器测定条件下,测定标准溶液系列的吸光度,根据标准溶液的吸光度和浓度数据,绘制标准曲线,或用最小二乘法进行线性回担分析求得间间方程,A-a+
式中a存一向归方程的两个常教。它们按下式计算:360
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式中和A,一一第1个标唯溶液的浓度和光度萨标准溶液数
在相同仪器条件下,测定拦品溶液的吸光度值,由回归方程(2)计算或从标准曲线查出样品溶液的浓度。
根据被测样品溶液的吸光度A和浓避由式(1)计算摩尔吸收系数c。e的大小友映被测物质定量测定的炎敏度。
7.4.2多组分同时测定方法当溶液中存在n个组分时.各组分均遵循比尔定律,而且最大吸收睡互不章登,此时可以进行多组分同时测定。在测定时+在个波长分别测定样品落滤的吸光度,根据吸光度的如和性,列出相应的R个方程。例如,三组分溶液分别在三个被长测定的吸光度,得到三个方程组成的联立方程组:Af-E:1C, +E122-6t3
2A2-E2151 +-e11C2+e2t5
A+es:r -e+eut's
试中,波长组分的廖尔吸收系数
A-—波长的溶液总吸光度
c.-—组分的浓度
解上述联立方程组,求得各组分的浓度。新型的带有证算机的分光光度计,一般提供这种软件。
7.43差示吸收光谱法在用吸收光谱仪进行定量测定时.样品溶液浓度过大或过低,均会使测量误差增大,为了克服这种缺点,改标准溶液作为参比溶滋来调节仪器的100%或0头透过率,测盛样品溶液对标准落液的避过率。差示吸收光谱法根据参比滴液的不同有三种测定方送:日)商吸收法用一个比样品落减浓度稍低的标准溶液作参比溶液,调节仪器的透过率为100%,然后测定样品溶减的吸光度,这种方法适用于谢定高含量的样品。6)低吸收法用一个比样品溶液浓度稍高的标准溶液作参比溶液,将透过率调到0,存测定样品溶液的吸光度,这种方法适用于痕望物质的测定。c)高精密法选择两个组分相间面浓度不同的标准溶液作参比溶液,样品溶液的浓度介十两存之间。先用一个比样品溶减浓度大的作参比,调节透过率为0%,再用一个比样品溶皴浓度小的作参比,调节透过率为100%,然后测定样品溶滤的吸光度,7.4.4光度滴定法光度滴定法是利用样品溶滤、滴定液、反应产物在滴定过程中的吸光度变化来确定滴定终点,这种方法能在底色较深的游液中和无色溶液中进行滴定,能撼准确地确楚滴定繁点,抗于扰能力强,参与滴定反应的有色物质会产生干扰。7.4.5导数吸收光讲法紫外和可见光谱是一宽调的光谱·多组分液容易产生重叠吸收,衰量组分则最示微小的“肩”形,限制了这些纽分的定量测定。利用带有徽型计算机的收光谐仪,可以直接获得1~4阶导数光诺,导数光谱法灵敏度高,对重叠谱带和乎坦谱带的分势能力高,噪音低,常用于痕量物质分361
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析,混合物鉴别、异构化合物鉴定以及复杂物质的分析,导数光谱的测定步骤为:
将仪器调整到导数光谱测定状态:选择合适的导数光谱的阶数(n);b
选择合适的狭缝:
选择合适的绘制导数光谱的步长();e)
确定合适的打播速度:
将记录器的记录笔谢到记录纸的中间,即约50透过率的地f)
测定标准溶液和样品溶液的导数光谱:)从导数光谱上量取导数值,绘制标准曲线或进行回归分析。导数值的取有三种方法:
a)基线法(或划线法)
在两个相邻的极人或极小处,面一条公切线,并由其中间的极值作一条平行于级坐标的直线交于公切线点,该线段的大小为导数值。b)峰一谷法用两个极值之间的距离作为等数值。心)峰一零法由峰到零线的垂直距离作为导数值,导数值与样品溶液浓度呈线性关系,从导数光谱的标准曲我和相问条件下样品溶液的导数值,得到样品落液的浓度。
7.4.6双波长吸收光谱法双波长吸收光谱法是利用双波长吸收光谱仪进行吸收光谱测定由光源发射的光线分别经两个单色器,得到两条不波长的单色光:交替照射同一一溶滋吸收池.得到吸光度差值AA。AA与溶液浓度之间具有:AA-(E-Eb
武市e和
液在波长为入,和入,的摩尔吸收系数。利用^1与样品浓度的正比关系进行量测定。
在双波长吸收光谱测定时,必须选择合适的波长入:秘入。其基本要求是在两个波长处,得测组分与干扰组分应有机间的吸光度.且在两个波长处应有足够大的吸光度值。为满足!述费求,入选在待测组分的吸收峰处,入,敢在干扰组分的等吸收点。若无等收点可利用,则人,取在吸收光谱下端某一波长处。
名分析结果的表述
8.1定性分析
给出波长与透过率(或吸光度)的吸收光谱诺图。带有计算机的仪,在谱图上应标出喷收蜂位置、测定条件和测定日期等。根据吸收光谱吸收峰的位督、形状、数目以及吸收峰的强度,判断待测组分的性质,
8. 2 定量分析
定分析应给出待测组分的含量,测定糖需度、准确度和一定置信度下的置信区间8. 2. 1待测组分的含量
根据样品溶的吸光度,从标准游液的回归方程或标催曲线,得到样品落的浓度,按式(?)计算样品济液的平均值,散后计算出实验室样品待测组分的含量,(7)
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