分光光度計(jì)全面介紹——包括透射比和吸光度、原理、組成部件、類型、測量條件等

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2012-4-16 10:14 上傳

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目錄
透射比和吸光度................................................................................................................................2
朗伯-比耳定律..................................................................................................................................2
主要組成部件....................................................................................................................................7
紫外-可見分光光度計(jì)的類型..........................................................................................................11
光度計(jì)的校正..................................................................................................................................12
儀器測量條件的選擇.......................................................................................................................13
顯色反應(yīng)條件的選擇.......................................................................................................................15
參比溶液的選擇...............................................................................................................................18
干擾及消除方法...............................................................................................................................19
聲明....................................................................................................................19


節(jié)選：
透射比和吸光度
當(dāng)一束平行光通過均勻的溶液介質(zhì)時，光的一部分被吸收，一部分被器皿反射。設(shè)入射光強(qiáng)度為I0，吸收光強(qiáng)度為Ia，透射光強(qiáng)度為It，反射光強(qiáng)度為Ir，則
在進(jìn)行吸收光譜分析中，被測溶液和參比溶液是分別放在同樣材料及厚度的兩個吸收池中，讓強(qiáng)度同為I0的單色光分別通過兩個吸收池，用參比池調(diào)節(jié)儀器的零吸收點(diǎn)，再測量被測量溶液的透射光強(qiáng)度，所以反射光的影響可以從參比溶液中消除，則上式可簡寫為
透射光強(qiáng)度(It)與入射光強(qiáng)度(I0)之比稱為透射比(亦稱透射率)，用T (transmittance [træns'mitəns])表示，則有：
溶液的T越大，表明它對光的吸收越弱；反之，T越小，表明它對光的吸收越強(qiáng)。為了更明確地表明溶液的吸光強(qiáng)弱與表達(dá)物理量的相應(yīng)關(guān)系，常用吸光度(A，absorbance [əb'sɔ：bəns])表示物質(zhì)對光的吸收程度，其定義為：
則A值越大，表明物質(zhì)對光吸收越強(qiáng)。T及A都是表示物質(zhì)對光吸收程度的一種量度，透射比常以百分率表示，稱為百分透射比，T％；吸光度A為一個無因次的量，兩者可通過上式互相換算。
朗伯-比耳定律
朗伯—比耳定律(Lambert－Beer)是光吸收的基本定律，俗稱光吸收定律，是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。當(dāng)入射光波長一定時，溶液的吸光度A是吸光物質(zhì)的濃度C及吸收介質(zhì)厚度l(吸收光程)的函數(shù)。朗伯和比耳分別于1760年和1852年研究了這三者的定量關(guān)系。朗伯的結(jié)論是，當(dāng)用適當(dāng)波長的單色光照射一固定濃度的均勻溶液時，A與l成正比，其數(shù)學(xué)式為：
A = k＇l (此即稱為朗伯定律，k＇為比例系數(shù) )
而比耳的結(jié)論是，當(dāng)用適當(dāng)波長的單色光照射一固定液層厚度的均勻溶液時，A與C成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
(此即稱為比耳定律，k稱為比例系數(shù))
合并上述k的數(shù)值取決于吸光物質(zhì)的特性外，其單位及數(shù)值還與C和l所采用的單位有關(guān)。l通常采用cm為單位，并用b表示。所以k的單位取決C采用的單位。 當(dāng)C采用重量單位時，吸收定律表達(dá)為： (a稱為吸光系數(shù)，單位為)
當(dāng)C采用摩爾濃度時，吸收定律表達(dá)為： (ε稱摩爾吸光系數(shù)，單位為)
有時在化合物的組成不明的情況下，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量不知道，因而物質(zhì)的量濃度無法確定，就不能用摩爾吸光系數(shù)，而是采用比吸光系數(shù)，其意義是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的溶液，用1cm吸收池時的吸光度，這時吸光度為 ： (c的質(zhì)量百分濃度)
ε、a、三者的換算關(guān)系為： ，(Mr為吸收物質(zhì)的摩爾質(zhì)量)
在吸收定律的幾種表達(dá)式中，在分析上是最常用的，ε也是最常用的，有時吸收光譜的縱坐標(biāo)也用ε或表示，并以最大摩爾吸光系數(shù)表示物質(zhì)的吸收強(qiáng)度。ε是在特定波長及外界條件下，吸光質(zhì)點(diǎn)的一個特征常數(shù)，數(shù)值上等于吸光物質(zhì)的濃度為，液層厚度為1cm時
朗伯－比耳定律的推導(dǎo)如下：根據(jù)量子理論，光是由光子所組成，其它能量為。因此，吸收光的過程就是光子被吸光質(zhì)點(diǎn)(如分子或離子)的俘獲，使吸光質(zhì)點(diǎn)能量增加而處于激發(fā)狀態(tài)，光13.12
如有一束強(qiáng)度為Io的單色平行光束，垂直通過一橫截面積為S的均勻


1. 光源（輻射源)
★ 對光源的要求
　　在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射；應(yīng)有足夠的輻射強(qiáng)度及良好的穩(wěn)定性；輻射能量隨波長的變化應(yīng)盡可能��；光源的使用壽命長，操作方便。
★ 光源的種類
　　分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。前者用于可見光區(qū)，如鎢燈、鹵鎢燈等，后者用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈等。
●
鎢燈和碘鎢燈可使用的波長范圍為340～2500nm。這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān)，在可見光區(qū)，輻射的能量與工作電壓的4次方成正比，光電流也與燈絲電壓的n次方(n＞1)成正比。因此，使用時必須嚴(yán)格控制燈絲電壓，必要時須配備穩(wěn)壓裝置，以保證光源的穩(wěn)定。
●
氫燈和氘燈可使用的波長范圍為160～375nm，由于受石英窗吸收的限制，通常紫外光區(qū)波長的有效范圍一般為200～375nm。燈內(nèi)氫氣壓力為102Pa時，用穩(wěn)壓電源供電，放電十分穩(wěn)定，光強(qiáng)度且恒定。氘燈的燈管內(nèi)充有氫同位素氘，其光譜分布與氫燈類似，但光強(qiáng)度比同功率的氫燈大3～5倍，是紫外光區(qū)應(yīng)用最廣泛的一種光源。

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薛巖

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