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紫外可见分光光度计的原理及注意特点
发布时间:2011-04-21   点击次数:1275次

一、概述
    紫外可见分光光度法从问世以来,在应用方面有了很大的发展,尤其是在相关学科发展的基础上,促使分光光度计仪器的不断创新,功能更加齐全,使得光度法的应用更拓宽了范围。目前,分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用,成为人们从事生 产和科研的有力测试手段。我国在分析化学领域有着坚实的基础,在分光光度分析方法和仪器的制造方面上都已达到一定的水平

二、原理
    物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量, 相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其 特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测 定该物质的含量,这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸 收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。
    紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度 的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比,其数学表示式如下:
A=錬c式中:A—吸光度(又称光密度、消光值),å—摩尔吸光系数(其物理意义为:当吸光物质浓度为1摩尔/升,吸收池厚为1厘米,以一定波长原光通过时,所引起的吸光值A),b—吸收介质的厚度(厘米),c—吸光物质的 浓度(摩尔/升)。
    物质的颜色和它的电子结构有密切的关系,当辐射(光子)引起电子跃迁使分子(或离子)从基态上升到激发态时,分子(或离子)就会在可见区或紫外呈现吸光,颜色的发生或变化是和分 子的正常电子结构的变形的。当分子中含有一个或更多的生色基因(即具有不饱和键的原子基团),辐射就会引起分子中电子能量的改变。常见的生色团有:CO, -N=N-, -N=O,-C N,CS 如果两个生色团之间隔一个碳原子,则形成共轭基团,会使吸收带移向较长的波长处(即红移),且吸收带的强度显著增加。当分子中含有助色基团(有未共用电子对的基团)时,也会产生红移效应。常见的助色基团有:-OH -NH2, -SH, -Cl, -Br, -I

三、主要特点
(1)应用广泛
   由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收,因此均可借此法加以测定。到目前为止,几乎化学元素周期表上的所有元素(除少数放射性元素和惰性元素之外)均可采用此法 。在上发表的有关分析的论文总数中,光度法约占28%,我国约占所发表论文总数的33% 。
(2)灵敏度高
   由于新的显色剂的大量合成,并在应用研究方面取得了可喜的进展,使得对元素测定的灵敏度有所推进,特别是有关多元络合物和各种表面活性剂的应用研究,使许多元素的摩尔吸光 系数由原来的几万提高到数十万。
(3)选择性好
   目前已有些元素只要利用控制适当的显色条件就可直接进行光度法测定,如钴、铀、镍、铜、银、铁等元素的测定,已有比较满意的方法了。
(4)准确度高
   对于一般的分光光度法,其浓度测量的相对误差在1~3%范围内,如采用示差分光光度法进行测量,则误差可减少到0.X%。
(5) 适用浓度范围广
    可从常量(1%~50%)(尤其使用示差法)到痕量(10-8~10-6%)(经预富集后)。
(6) 分析成本低、操作简便、快速
    由于分光光度法具有以上优点,因此目前仍广泛地应用于化工、冶金、地质、医学、食品、制药等部门及环境监测系统。单在水质分析中的应用就很广,目前能有直接法和间接法测定 的金属和非金属元素就有70多种。


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