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文檔簡介

一、定性分析二、純度檢查和雜質限量測定三、單組分的定量方法四、同時測定多組分的定量方法——計算分光光度法五、結構分析六、比色法第三節紫外-可見分光光度分析法一、定性分析(一)定性鑒別

定性鑒別的依據→吸收光譜的特征吸收光譜的形狀吸收峰的數目、位置(波長)吸收峰的強度相應的吸光系數結構完全相同的化合物完全相同的吸收光譜吸收光譜相同的化合物不一定是同一個化合物。方法:對比法

將樣品化合物的吸收光譜特征與標準化合物的吸收光譜特征進行比較,或與文獻所載的紫外-可見標準圖譜核對。

如果兩者完全相同,則可能是同一種化合物;如果兩者有明顯差別,則肯定不是同一種化合物續前1.對比吸收光譜的特征值續前2.對比吸光度或吸光系數的比值:

可消去濃度和厚度的影響(適于不只一個吸收峰的化合物)例:A1/A2=

E1Cl/E2Cl=E1

/E2

續前3.對比吸收光譜的一致性同一測定條件下,與標準對照物譜圖或標準譜圖進行對照比較與文獻比較局限性:紫外吸收光譜一般只有一個或幾個寬吸收帶,曲線的形狀變化不多;不相同的化合物可以有很類似的甚至雷同的吸收光譜。得到相同的吸收光譜時,應考慮到并非同一物質的可能性;而在兩種純化合物的吸收光譜有明顯差異時,卻可以肯定兩物不是同一物質。二、純度檢查和雜質限量測定1.純度檢查(雜質檢查)1)峰位不重疊:

找λ→使主成分無吸收,雜質有吸收→直接考察雜質含量光譜變形2)峰位重疊:主成分強吸收,雜質無吸收/弱吸收→與純品比較,E↓,A↓雜質更強吸收>>主成分吸收→與純品比較,E↑,A↑,光譜變形2.雜質的限量檢查規定:在某波長下,A

不超過某值。藥物中的雜質:制定一個允許其存在的限量(與分析誤差的存在相比較)

A<最大值

A

峰/A

>最小允許值例:腎上腺素中微量雜質——腎上腺酮含量計算用0.05mol/L的HCL配制成2mg/mL的溶液,λ310nm下測定。規定A310≤0.05即符合要求的雜質限量≤0.06%三、單組分的定量方法

A=Cl

A~C(一定)線性注意要求:

選擇:吸收峰,大,A大,測定靈敏度高。幾個峰,選不易被其它物質干擾的、較高吸收峰。不選光譜中靠短波長末端的吸收峰。

溶劑的極限波長:P209頁表11-3

吸收池:透光性定量依據:(一)吸收系數法(絕對法)

A=Cll,,

C=A/l

,手冊、文獻

例:維生素B12

的水溶液在361nm處的百分吸光系數為207,用1cm比色池測得某維生素B12溶液的吸光度是0.414,求該溶液的濃度(書P201例1)解:練習例:精密稱取B12樣品25.0mg,用水溶液配成100ml。精密吸取10.00ml,又置100ml容量瓶中,加水至刻度。取此溶液在1cm的吸收池中,于361nm處測定吸光度為0.507,求B12的百分含量?解:(二)標準曲線法絕對法

A必須準確

會在一定范圍內變化

AC

會產生比較大誤差

A=ECl

=K?C

A

KC

線性續前標準曲線法

CACxAx0示例

蘆丁含量測定0.710mg/25mL(三)對照法同樣條件:、C標、A標、A樣C樣

A標=EC標

l

A標/A樣=C標/C樣

A樣=EC樣

l

C樣(%)=C標?A樣/A標續前注:當樣品溶液與標準品溶液的稀釋倍數相同時例:維生素B12的含量測定

精密吸取B12注射液2.50mL,加水稀釋至10.00mL;另配制對照液,精密稱定對照品25.00mg,加水稀釋至1000mL。在361nm處,用1cm吸收池,分別測定A為0.508和0.518,求B12注射液注射液的濃度以及標示量的百分含量(該B12注射液的標示量為100μg/mL)解:1)對照法2)吸光系數法四、多組分樣品的定量方法

——

計算分光光度法理論基礎吸光度加和性

續前1.兩組分吸收光譜不重疊(互不干擾)兩組分在各自λmax下不重疊→分別按單組分定量續前2.兩組分吸收光譜部分重疊

λ1→測A1→b組分不干擾→可按單組分定量測Caλ2→測A2→a組分干擾→不能按單組分定量測Ca

續前3.兩組分吸收光譜完全重疊——混合樣品測定(1)解線性方程組法(2)等吸收雙波長法(3)系數倍率法(4)三波長法(5)導數光譜法(6)褶合光譜法(自學)(1)解線性方程組法

=+=?Ca+?Cb=+=?Ca+?Cb

可推論至任意多組分步驟:(2)等吸收雙波長法適用性:可測混濁溶液;測吸收光譜重疊的混合組分;不需空白作參比靈敏度、精密度局限性:干擾組分的吸收光譜中至少需有一個吸收峰或谷。步驟:

消除a的影響測b消去b的影響測a注:須滿足兩個基本條件選定的兩個波長下干擾組分具有等吸收點選定的兩個波長下待測物的吸光度差值應足夠大(3)系數倍率法前提:干擾組分b的吸收光譜呈陡坡形,沒有吸收峰,不成峰形,無等吸收點。雙波長法

系數倍率法假設某一組分在選定兩個波長

1和

2測得吸光度的比值為K

掩蔽系數

A1/A2=K(或A2/A1=K)

A=KA2

A1=0(或A=A2

KA1=0)續前步驟:b曲線上任找一點→λ1

另一點→λ2優點:同時將待測組分和干擾組分放大信號K倍,提高了待測組分測定靈敏度abλ1

λ2

A與待測組分Ca成正比系數倍率法K值:5~7倍波長

2的吸光度值乘掩蔽系數K時干擾組分和待測組分都放大了K倍

A

標準工作曲線的斜率

靈敏度

K值過大噪聲放大信噪比S/N減小影響測定(4)三波長法選三個測定波長,

1、

2、

max,且三個波長點必須在干擾組分的吸收光譜上為一條直線,根據相似三角形的等比性質,可以推導出所測得的A1、A2、和Amax的關系式如下:

A=Amax

–((A1–A2)+A2

=Amax

–=(Emax–)Cl

A~C正比,消除干擾(5)導數光譜法導數光譜法又稱微分光譜法吸收光譜波長的函數

A=ECl

=C

?(

)它的導函數的圖像導數光譜

一階、二階、三階……吸收光譜(原函數)是一個難以給出具體形式的復雜函數導數光譜是一個逐點描繪而成的函數圖像。如圖:表示了近似高斯曲線的單一吸收曲線和它的一至四階導數曲線。導數光譜特別使用于痕量分析,重疊光譜的分離,吸收背景的消除,以及渾濁液、乳濁物的研究及鑒別。圖

吸收曲線及一至四階導數曲線

(A)導數光譜的波型和特點(A)導數光譜的波型和特點

零階光譜的極大在奇數階(n=1,3…)的導數中相應于零.而在偶數階(n=2,4…)的導數中相應于一個極值(極小和極大交替出現)。有助于對吸收曲線峰值的精確測定。圖吸收曲線及一至四階導數曲線

零階光譜上的拐點,在奇數階導數中產生極值,在偶數階導數中為零。對肩峰的鑒別和分離。隨著導數階數增加,極值數目增加(極值數=導數階數+1)。譜帶寬度變小,分辨能力增高可分離和檢測兩個或兩個以上重疊的譜帶。在吸收光譜曲線上很微弱而不易辨別的特征,在導數光譜上有明顯的表現。

(突出矛盾)10ppm苯的乙醇液1ppm苯的乙醇液0ppm純乙醇1ppm苯的乙醇溶液,一階導數光譜基本光譜1ppm苯的乙醇溶液,四階導數光譜選擇性及靈敏度均提高(苯的導數信號)例:(B)導數光譜的定量原理

A=

Cl一階導數:dA/d

=d/d

?C

?l

二階導數:d2A/d

2=d2/d

2

?C

?l三階導數:d3A/d

3=d3/d

3

?C

?l在任意一波長處,導數光譜的數值與濃度成正比。導數光譜用作定量的理論依據(C)導數光譜法對干擾吸收的消除

求導

冪函數降冪

消除干擾祥見講義(D)導數光譜法定量數據的測量導數信號與待測物的濃度成正比

測量方法代數法幾何法

(見P215圖11-24)

基線法峰-谷法峰-零法(正切法)

dpZ數值變動引起導數光譜的變異很靈敏導數光譜定量需用標準對比的方法(標準品在選定條件下作標準工作曲線,在相同條件下測樣品)導數峰高測量方法:測量方法有三,如下圖:正切法:相鄰峰(極大或極小)切線中點至相鄰峰切線(極小或極大)的距離d;峰谷法:兩相鄰峰值(極大或極小)間的距離p1或p2;峰零法:極值峰至零線間的距離。例:四階導數法測定新康泰克膠囊中鹽酸偽麻黃堿的含量定量分析方法總結定量分析

吸收系數法

A=E

C

l對照法

雙波長法解線性方程組法

標準曲線法導數光譜法系數倍率法褶合光譜法五、有機化合物分子結構分析有機化合物的紫外吸收光譜飽和碳氫化合物含孤立助色團和生色團的飽和有機化合物共軛烯烴

、不飽和酮、醛、酸和酯芳香族化合物有機化合物結構的研究(一)有機化合物的紫外吸收光譜

1.飽和碳氫化合物

吸收峰在真空紫外區

200~400nm沒吸收紫外吸收光譜分析中作溶劑2.含孤立助色團和生色團的飽和有機化合物(1)飽和碳氫化合物—H

取代

O、N、S、X(n)

n

吸收峰長移

P209頁表10-5含有雜原子的飽和化合物的吸收峰(2)孤立生色團化合物

n

、n

n

,190nm

三個吸收峰

,160~180nm

n

,275~295nm孤立生色團:

,,,,

,,,P209表10-6一些孤立生色團的最大吸收峰3.共軛烯烴

共軛,大鍵,

max長移,

max

不變,

共軛體系,h

max

。4.

、不飽和酮、醛、酸和酯

(共軛)

n

n

200~260nm

310~350nm200nm280nm104<1005.芳香族化合物苯和取代苯助色團取代生色團取代芳雜環化合物(1)苯和取代苯苯最簡單的芳香族化合物環狀共軛體系紫外光區:E1帶、E2帶、B帶

max204nmmax256nm

芳香族化合物特征:它的精細結構在極性溶劑中消失當苯環上有取代基時,苯的三個吸收帶長移,

助色團取代孤對電子的雜原子n

共軛

E2、B帶長移,

孤對電子,n

共軛

判斷是否存在

E2、B帶長移,

失去孤對電子,n

共軛消失判斷是否存在吸收帶與苯相似生色團取代200~250nmK帶

>104

B帶長移

K帶B帶R帶苯––;

255nm;215

苯乙烯244nm;12,000282nm;450

苯甲醛

244nm;15,000280nm;1,500328nm;20(2)芳雜環化合物飽和五元環、六元環吸收峰波長<200nm不飽和五元環:n電子,參加雜環共軛。無n

躍遷不飽和六元環:N雜環芳烴相似

B帶強度,精細結構簡化、消失。(二)有機化合物結構的研究單獨用紫外光譜不能完全確定物質的分子結構

輔助作用

(與IR、MS、NMR配合)分子骨架共軛關系,共軛體系中取代基種類……1.從吸收光譜中初步推斷官能團220~800nm,無吸收(

<1)脂肪族飽和碳氫化合物

胺、腈、醇、醚、羧酸、氯化烴、氟化烴

無共軛體系,無、。210~250nm,吸收帶

兩個共軛單位260~300nm,強吸收帶

3~5個共軛單位250~300nm,弱吸收帶

羰基存在250~300nm,中等強度吸收帶

苯環振動結構400~800nm,化合物有顏色

共軛生色團5個以上

2.異構體的推定(自學)

3.化合物骨架的推定未知化合物與已知化合物的紫外吸收光譜一致時,可以認為兩者具有同樣的發色團。推定化合物骨架未知化合物的紫外光譜若與已知標準化合物(對照品)一致,則可能是同一種化合物。未知化合物的紫外光譜若與已知標準化合物(對照品)不一致,則肯定不是同一種化合物。六、光電比色法可見分光光度法對于能吸收可見光的有色溶液的測定方法,通常稱為光電比色法。不吸收可見光有色物質顯色反應及其條件測定方法沒有顏色的化合物,需要通過適當的反應定量生成有色化合物再測定--顯色反應(一)顯色反應及影響因素金屬離子配位體絡離子

105

靈敏度高有色產物有機溶劑萃取比色顯色反應及影響因素a.反應選擇性好顯色劑盡可能不要與溶液中其他共存離子顯色b.靈敏度高

(反應產物的摩爾吸收系數足夠大ε>104)但靈敏度高不一定選擇性好。在實踐中應全面考慮c.確定的定量關系,A

被測物的含量。被測物質生成的有色物質d.產物(顯色物)穩定(化學組成、化學性質),A重現e.反應物和產物有明顯的顏色差別

(

l>60nm)1.顯色反應的要求絡合反應氧化還原反應2.顯色反應類型離子締合反應成鹽反應

褪色反應:

Zr(IV)-偶氮胂III絡合物測定草酸吸附顯色反應:達旦黃測定Mg(II),Mg(OH)2吸附達旦黃呈紅色3.顯色劑無機顯色劑:

過氧化氫,硫氰酸銨,碘化鉀有機顯色劑:偶氮類:偶氮胂III三苯甲烷類:三苯甲烷酸性染料鉻天菁S三苯甲烷堿性染料結晶紫

鄰菲羅啉類:新亞銅靈肟類:丁二肟4.影響因素a溶液酸度(pH值及緩沖溶液)影響顯色劑的平衡濃度及顏色,改變Δl

所用的顯色劑不少是有機弱酸(以HR表示)

影響待測離子的存在狀態,防止沉淀

影響絡合物組成(配位數的改變)形式pH

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