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學習重點 掌握紫外光、可見光的常用光源：紫外區以氘燈為代表，可見區以鎢絲燈或石英鹵素燈為代表；並能排除二氧化碳雷射等非UV-Vis光源。 理解吸光度、透光率及濃度、光徑的關係，並判斷共軛與助色團對吸收波長的影響。 區分波長校正、吸光度校正與解析度檢查，記住波長校正用汞弧燈及5%（w/v）過氯酸鈥溶液。 依測定波段選擇樣品槽、光徑與溶劑：UV需用石英槽，UV-Vis、螢光常用1 cm，旋光常用1 dm，IR光徑遠短於1 cm；移動相須在偵測波長下低吸收。 核心觀念 一、吸收波長、能量與定量原理 UV-Vis吸收光譜主要涉及分子的電子能階躍遷。波長與光子能量成反比，關係為E＝hc／λ；波長越長，能量越低。一般而言，共軛系統延長，相關電子躍遷所需能量降低，吸收往長波長（低能量）移動，稱為紅位移；往短波長移動則稱為藍位移。 苯環上引入可與芳香環共軛的助色團，例如羥基或胺基，常使吸收往長波長移動，並可能增加吸收強度。實際結果仍受取代方式、酸鹼狀態與溶劑影響，但考題中「助色團使苯環產生藍位移」屬錯誤敘述。 透光率T＝I／I₀，其中I₀為入射光強度，I為透射光強度。吸光度為A＝log₁₀（I₀／I）＝－log₁₀T＝log₁₀（1／T），即吸光度為透光率倒數的對數值。若以百分透光率表示，則A＝2－log₁₀（%T），不可直接把百分比數值代入－log₁₀T。 比耳－朗伯定律為A＝εbc，ε為莫耳吸光係數，b為光徑，c為濃度。在適用條件與線性範圍內，固定波長、溶劑與光徑後，吸光度與濃度成正比，因此UV-Vis定量分析與樣品濃度密切相關。 二、光源：先判斷波段，再辨識用途 光源主要用途與判斷重點 氘燈（deuterium lamp）紫外區最常用的連續光源；只負責紫外區，不能作為可見光區的常規光源。 鎢絲燈（tungsten filament lamp）可見光區及近紅外區光源；不是紫外光吸收光譜法的燈源。 石英鹵素燈（quartz halogen lamp）石英外殼的鎢鹵素燈，可作為可見光區燈源；名稱含「石英」不代表它是紫外光源。 氙弧燈（xenon arc lamp）高強度光源，可列為紫外光吸收光譜法可用的燈源，也常見於螢光儀；但並非UV區「常用」光源（常用者為氘燈），考題中「可見光區段光源為xenon lamp」判為錯誤。 汞燈／汞弧燈（mercury lamp）提供特徵線光譜，可作波長校正，也可作特定紫外波長光源，屬紫外光吸收光譜法可用燈源。 二氧化碳雷射（CO₂ laser）屬紅外區光源，不是UV-Vis光譜儀的光源。 作答時以「紫外用氘燈，可見用鎢絲燈或石英鹵素燈」為判斷主軸： 問「UV區常用光源」→ 氘燈（不是氙燈）。 問「可見光區光源」→ 鎢絲燈、石英鹵素燈（不是氘燈，也不是氙燈）。 問「哪一個不是紫外光吸收光譜法的燈源」→ 鎢絲燈（氘燈、汞燈、氙弧燈皆可用於紫外區）。 問「哪一個不是UV-Vis光源」→ 二氧化碳雷射。 UV-Vis常用測定範圍約涵蓋200～800 nm（紫外約200～400 nm，可見約400～800 nm），實際範圍依儀器而異；「波長範圍為200 nm至600 nm」為錯誤敘述。 三、測定光路與解析度 一般UV-Vis吸收測定，偵測器接收穿過樣品的透射光，光源、樣品與偵測器大致在同一直線上。螢光測定則常在與激發光成90°方向收集放射光，以減少透射激發光及散射光干擾。「UV-Vis光源方向與偵測器收光方向成90度」是把螢光儀的配置誤套到吸收法。 單色器的狹縫寬度（slit width）會影響光譜帶寬與解析度。狹縫較窄，光譜帶寬較小，較能分辨相近的吸收特徵，但通光量降低；狹縫較寬，通光量增加，卻可能使鄰近峰混合、尖銳吸收峰變鈍。選擇時須兼顧解析度與訊雜比。 四、波長校正與吸光度校正 UV-Vis測定前須進行波長校正，以確認儀器顯示的波長正確。 檢查項目確認內容代表性方式 波長校正儀器顯示的波長是否正確。汞弧燈的特徵譜線、5%（w/v）過氯酸鈥溶液的特徵吸收峰。 吸光度校正測得的吸光度是否準確。規定條件下的重鉻酸鉀標準溶液等。 解析度檢查是否能分辨相近的光譜特徵。依規範使用適當標準物質及測定條件。 波長校正標準品為5%（w/v）過氯酸鈥（holmium perchlorate）溶液。w/v表示每100 mL溶液所含溶質的克數，5%與0.5%相差十倍，選項常以0.5%混淆，須認準5%。 重鉻酸鉀主要用於吸光度準確度檢查，不是波長校正標準品，無論選項寫5%或0.5%皆不選。波長誤差的允收標準應依適用規範及標準品認證值判定，「所測λmax與標準品相差超過±5 nm時才應校正」為錯誤敘述，實際允許誤差遠比此嚴格。 五、樣品槽材質與常用光徑 測定方法常用光徑或管長選擇重點 UV-Vis1 cm紫外測定須用石英槽；可見光可使用玻璃或石英槽。 螢光光譜1 cm常用四面透光槽，方便激發與側向收光；紫外激發時須注意材質透光性。 紅外光譜（IR）遠短於1 cm的薄層光徑紅外吸收強，光徑過長容易吸收飽和；窗片材質須適用於紅外區。「IR：1 cm」為錯誤配對。 旋光測定1 dm（亦可見1 cm等規格）比旋光度公式中管長以dm為單位，代入時須核對長度單位。 普通玻璃會吸收紫外光，因此紫外光吸收測定不可使用玻璃製樣品槽，須改用石英槽。 六、低背景溶劑與HPLC紫外偵測 溶劑或移動相須在實際偵測波長下具有低吸收。溶劑截止波長（UV cutoff）可用來判斷適用性：測定波長若接近或低於截止波長，背景吸收過高，造成基線雜訊增加、光通量不足或測定失真。 溶劑紫外截止波長（約）HPLC-UV適用性 水（H₂O）約190 nm適用 乙腈（CH₃CN）約190 nm適用，低波長偵測首選 甲醇（CH₃OH）約205 nm適用 丙酮等含羰基溶劑約330 nm不宜 苯、甲苯等芳香族溶劑約280 nm不宜 水、甲醇、乙腈是HPLC紫外偵測最常見的移動相成分。結構中含苯環、羰基等發色團的溶劑本身會強烈吸收紫外光，不宜作為紫外偵測移動相。題目若以結構圖呈現選項，只要其他選項為水、甲醇、乙腈，答案即為帶有發色團的那一個。 常考陷阱 「共軛越多，在較高能量處吸收」：錯。共軛延長使吸收紅移、躍遷能量降低。 「苯環上具助色團會產生藍位移」：錯。能參與共軛的助色團通常造成紅移。 「UV-Vis定量與樣品濃度無關」：錯。A＝εbc，吸光度與濃度成正比。 「吸光度是透光率的倒數」：少了對數；正確為透光率倒數的對數值。 「常用紫外光燈源為Xe lamp」：錯。UV區常用為氘燈。 「可見光區段光源為xenon lamp」「紫外與可見光源均可為氘燈」：皆錯。可見區為鎢絲燈或石英鹵素燈。 「石英鹵素燈是紫外光源」：錯。石英鹵素燈為可見光源。 「鎢絲燈可作紫外吸收光譜燈源」：錯。氘燈、汞燈、氙弧燈可用於紫外，鎢絲燈不行。 「二氧化碳雷射為UV-Vis光源」：錯。CO₂雷射屬紅外區。 「UV-Vis光源與偵測器成90°」：錯。這是螢光儀配置；吸收法測透射光。 「λmax與標準品相差超過±5 nm才校正」：錯。允收範圍遠比此嚴格。 「波長校正用重鉻酸鉀」或「0.5%過氯酸鈥」：錯。波長校正用5%（w/v）過氯酸鈥；重鉻酸鉀用於吸光度校正。 「UV-Vis波長範圍200～600 nm」：錯。約200～800 nm。 「紫外測定使用玻璃樣品槽」：錯。玻璃吸收紫外光，須用石英槽。 「IR常用1 cm光徑」：錯。IR光徑遠短於1 cm；UV-Vis、螢光為1 cm，旋光為1 dm。 「解析度與狹縫寬度無關」：錯。狹縫越窄，解析度越好。 移動相選擇：水、甲醇、乙腈皆可；含苯環或羰基的溶劑紫外吸收強，不宜。 記憶口訣 「紫氘、可鎢鹵；鎢不入紫，雷射出局。」紫外用氘燈，可見用鎢絲燈或石英鹵素燈；鎢絲燈不是紫外燈源，CO₂雷射不是UV-Vis光源。 「波長找汞與五鈥，吸光找鉻。」波長校正用汞弧燈與5%過氯酸鈥，吸光度校正用重鉻酸鉀。 「紫外石英一公分，螢光同樣一公分，旋光一分米，紅外薄薄一層。」 「共軛長、波長長、能量降；吸收看透射，螢光看側向。」