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紫外光谱法

在研究化合物结构时,紫外吸收光谱主要说明取代基的位置,种类和数目,推断骨架,构型和构象等。同时必须与红外光谱、核磁共振谱、质谱以及其他物理化学方法配合才能得到可靠的结构。紫外吸收光谱常用于定量分析

利用有机化合物吸收紫外光的特征,对有机农药进行定性、定量或结构分析的方法。

原理

有些有机农药分子能吸收波长为200~400纳米的紫外光,使分子中的成键、非键和反键电子由基态跃迁到激发态。电子跃迁时所吸收的能量与化合物的结构有关。

农药分子对光的吸收程度随波长的改变而发生变化。以紫外光的波长为横坐标,农药溶液对紫外光的吸光度、百分吸光值,摩尔吸光系数ε或它的对数logε为纵坐标作图,可以获得此农药的紫外吸收光谱。不同的有机农药具有不同的紫外吸收光谱(图1)。

图1 灭螨猛紫外光谱图

仪器结构

一般的紫外光谱仪(包括可见光区)由光源、单色器、检测器三个部分组成(图2)。在紫外光区,光源由氚灯放电管供给,其波长范围为200~400纳米;在可见光区用钨灯作为光源,波长范围为320~1000纳米。单色器主要以棱镜或光栅作为色散系统,由石英制成。它的作用是将从光源来的混合光波分散为单色光。检测器由吸收池、受光器和测量记录器三个部分组成。吸收池由石英制成,长方形、具有一定厚度,它是作液体吸光度测定的样品容器。受光器是测量光亮度的装置,一般用光电池,光电管或灵敏度很高的电子倍增光电管。由光电管产生的光电流经电子放大管放大后,由测量记录器记录所测得的紫外吸收光谱。

图2 典型的紫外光谱仪示意图

应用

紫外吸收光谱用于定性分析、测定有机化合物分子结构。各种有机农药分子有其特征的吸收曲线。反之,从吸收曲线可以研究其结构。在研究化合物结构时,紫外吸收光谱主要说明取代基的位置,种类和数目,推断骨架,构型和构象等。同时必须与红外光谱、核磁共振谱、质谱以及其他物理化学方法配合才能得到可靠的结构。

紫外吸收光谱常用于定量分析,朗伯—比耳(Lambert-Beer)定律表明:药物溶液对光的吸收程度与液层厚度和溶液浓度的乘积成正比:

紫外光谱法

式中 A表示光通过溶液时被吸收的程度,称为吸光度;II0分别表示透过液层的透射光亮度和进入液层的入射光亮度;ε为摩尔吸光系数,其数值为在1厘米厚的吸收池中,对特定波长所测得的吸光度;l为液层厚度,单位为厘米;c为浓度,以摩/升表示。

紫外光谱峰高处的波长用λmax表示。定量分析时要选择最大吸收峰的λmax进行测定。如果某种农药的λmax和ε都已经测出(或查出),在此波长处测定未知浓度溶液的吸光度,即能按上式计算出溶液的浓度。

常用方法有:①标准曲线法。将一系列浓度不同的标准品溶液,分别在最大吸收波长处测吸光度。以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。然后在相同条件下测定被测样品溶液的吸光度,从标准曲线上找出相应的浓度值,即得被测样品溶液的浓度。②对照法。将被测样品溶液与标准溶液在λmax处测得A值,按下述公式计算样品含量:

紫外光谱法

式中 c为被测样品溶液的浓度;A为被测样品溶液的吸光度;c为标准品溶液的浓度;A为标准品溶液的吸光度。

例如,杀螨剂灭螨猛(quinomethionate)

紫外光谱法

在紫外光波段范围有吸收。从图1可以看出,其最大吸收峰的λmax=362纳米。将灭螨猛的标准品和被测样品分别配成庚烷的溶液,于362纳米处测得AA,即可计算出被测样品溶液的浓度c