【现代仪器分析课件之紫外可见吸收光谱法】紫外可见吸收光谱法（Ultraviolet-Visible Spectroscopy, UV-Vis）是现代仪器分析中最为基础且应用广泛的光谱分析技术之一。它主要通过测量物质在紫外和可见光区的吸收特性，来研究物质的组成、结构及浓度等信息。该方法因其操作简便、灵敏度高、选择性好以及设备相对普及，被广泛应用于化学、生物、环境、医药等多个领域。

一、基本原理

紫外可见吸收光谱法基于物质分子对特定波长光的吸收能力。当一束单色光通过样品溶液时，部分光会被样品分子吸收，导致透射光强度减弱。根据朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law），吸光度（A）与溶液浓度（c）和光程长度（l）成正比，即：

$$ A = \varepsilon \cdot c \cdot l $$

其中，$\varepsilon$ 是摩尔吸光系数，表示物质对特定波长光的吸收能力，单位为 L·mol⁻¹·cm⁻¹。

二、仪器结构与工作原理

紫外可见分光光度计通常由以下几个主要部件构成：

1. 光源：常用的有氘灯（用于紫外区）和钨灯（用于可见区），提供连续波长的单色光。

2. 单色器：通过棱镜或光栅将白光分解为单一波长的光，实现波长的选择。

3. 样品池：通常为石英或玻璃制成的比色皿，用于盛装待测样品。

4. 检测器：如光电倍增管或半导体探测器，用于接收透射光并将其转换为电信号。

5. 数据处理系统：对采集到的信号进行放大、显示和存储。

工作过程中，仪器会依次扫描不同波长的光，记录样品在各个波长下的吸光度变化，从而绘制出吸收光谱图。

三、应用范围

1. 定量分析：通过标准曲线法测定样品中某种组分的含量，常用于药物、食品、环境污染物等的检测。

2. 定性分析：通过吸收光谱的特征峰判断化合物的种类，尤其适用于有机化合物的结构分析。

3. 反应动力学研究：观察反应过程中吸光度随时间的变化，分析反应速率和机理。

4. 配合物形成研究：通过吸收光谱的变化判断金属离子与配体之间的络合情况。

四、实验注意事项

1. 样品制备：应确保样品均匀、无杂质，并控制适当的浓度范围，避免过浓导致吸光度过高而超出仪器线性范围。

2. 参比溶液：使用空白溶液作为参比，以消除溶剂和其他成分的干扰。

3. 仪器校准：定期对仪器进行波长和吸光度的校准，保证测试结果的准确性。

4. 避免光漂白：某些物质在强光照射下可能发生分解或结构变化，需控制光照时间和强度。

五、优缺点分析

优点：

- 操作简单，分析速度快；

- 设备成本较低，易于普及；

- 对大多数有机和无机物质具有良好的灵敏度；

- 可用于多种类型的样品分析。

缺点：

- 对于复杂混合物的分析可能不够准确；

- 需要已知的标准品进行定量；

- 对于某些无吸收或弱吸收的物质无法有效检测。

六、发展趋势

随着科学技术的发展，紫外可见吸收光谱法也在不断进步。例如，微型化、智能化的光谱仪逐渐进入市场，提高了检测效率；同时，与其他技术（如色谱、质谱）联用，进一步拓展了其应用范围。未来，紫外可见光谱法将在生命科学、纳米材料、环境监测等领域发挥更加重要的作用。

通过本课程的学习，学生应掌握紫外可见吸收光谱的基本原理、仪器结构、实验操作方法以及常见应用，为今后从事相关领域的科研或实际工作打下坚实的基础。