UV-Vis スペクトル法測定の原理可視・紫外線の波長赤外ラジオ波 108 波長 106 (nm) 102 104 分子の振動状態 780nm マイクロ波 700 赤外線可視光 600 紫外線 100 分子の電子状態 500 X線 10-2 380 γ線紫外 200nm 紫外・可視光の吸収励起状態＝10-14～10-7秒安定 LUMO hν ΔE = hν HOMO 例 σ → σ* n → σ* σ* 反結合性軌道 π → π* n → π* π* ホルムアルデヒドのπ→π*遷移非結合性軌道 n π 結合性軌道 σ ホルムアルデヒドの n→π*遷移 π→π*遷移・・・ C=C、芳香族など n →π*遷移・・・ C=O、N=Oなど（非共有電子対の存在）共役系の拡張可視領域 R λmax R 吸光度 200 波長 nm -H 255 - OH 275 - NH2 280 500 π→π*遷移の軌道間のエネルギー差が減少長波長シフト Lambertの法則 ΔL I/Io 単色光透過光 I0 I L 1 I I0 ＝ 2 1 4 1 8 セル長 L 1 2n log I/I0 = - ε L Beerの法則濃度n倍濃度2倍基準濃度 I/Io I0 I L I I0 ＝ 1 2 I0 I I0 I L L 1 4 1 2n log I/I0 = -εC 溶液濃度 C Lambert-Beerの法則 -log I/I0 ∝ セル長L、溶液濃度C - log (I/I0) = εCL I/I0 = 透過度 (T) -log (I/I0) = 吸光度 (A) ε= モル吸光係数（溶質固有の定数） A = εCL スペクトル例 1.5 (λmax , Amax) = ( 460 , 1.15) A = εCL 測定濃度 2.0×10-5M (λmax , Amax) 1.0cm 石英セル使用 A εmax = = = 0 250 波長 (nm) 600 A C(mol/L) ×L(cm) 1.15 2.0×10-5 × 1.0 57,500 紫外可視吸収スペクトルでわかること • 予想される物質のスペクトルと比較して同定ができ、不純物などの存在が推定できる。 • 吸収の強さは物質の濃度に比例するので、定量分析が可能である。 • 吸収の位置、強度から立体構造が推論できる。検量線法による定量方法 ① 標準液の吸光度を測定する ② 結果より検量線をひく ③ 濃度未知の試料の吸光度測定（検量線に合わせて濃度希釈） ④ 検量線より成分量を算出吸光度標準液 1.0 mg / L 0.105 標準液 2.0 mg / L 0.198 標準液 3.0 mg / L 0.295 標準液 4.0 mg / L 0.410 標準液 5.0 mg / L 0.502 試料（50倍希釈） 0.370 吸光度測定試料 0.50 0.370 0.25 0 試料濃度(50倍希釈) = 3.7 mg/L 1 2 3 4 濃度(mg/L) 5 装置と測定について紫外可視分光計のしくみ D2 ランプ (UV) スリット回折格子 W ランプ (VIS) 対照検出部ビームスプリッター試料測定についてスペクトルデータ対照＝溶媒検出部 A 試料＝溶質＋溶媒 nm 溶媒、セル、機器などの外的因子に影響されないベースライン補正検出部溶媒補正 A A 溶媒 nm nm 溶媒の選択・溶解性・測定波長領域に吸収がない・溶質と相互作用しない・揮発性が低いセルの種類ガラスセル：可視部用（370nm以上の波長領域）プラスチック製セル：可視部用（370nm以上の波長領域）石英セル：紫外、可視部用。高価で破損しやすいので注意して使用する C A A B C D B ：一般用、低沸点溶媒にはふたをする：希薄溶液用：吸光度が大きい場合：液量が少ない場合 D セルのとり扱い ①手で持つ時はすりガラスの面を持つ ②セルホルダーに収めるときも、透過面に指紋や異物のつかないように注意する ③試料を入れるときは、まずセルを蒸留水で洗い、次いで試料溶液で2 ～3回共洗いした後、セルに約６割の高さ（約3mL）まで入れる ④吸収セルの外側が濡れたときはキムワイプで拭う ⑤使用後、内容物が分かっているうちに洗浄する（通常は用いた溶媒、水に不溶の場合はアルコール、アセトンで洗う）