分光光度计的基本工作原理 分光光度计的基本工作原理是基于物质对光(对光的波长)的吸收具有选择性，不同的物质都有各自的吸收光带，所以，当光色散后的光谱通过某一溶液时，其中某些波长的光线就会被溶液吸收。在一定的波长下，溶液中物质的浓度与光能量减弱的程度有一定的比例关系，即符合比尔定律。
T = I/Io lg(Io/I)=εcb
式中，T为透过率，Io为入射光强度，I为透射光强度，A为消光值(吸光度)，ε为吸收系数，b为溶液的光径长度，c为溶液的浓度。从以上公式可以看出，当入射光、吸收系数和溶液厚度一定时，透光率是根据溶液的浓度而变化的。 分光光度计的基本结构 无论哪一类分光光度计都包括:光源,单色器,吸收池,检测器和测量仪表，几个基本部件介绍如下： 1、光源:分光光度计上常用的光源有两种:钨丝灯或氢灯,在可见光区,近紫外光区和近红外光区常用钨丝灯作为光源;在紫外光区多使用氢弧灯.单色器:把混合光波分解为单—波长光的装置.在分光光度计中多用作为色散元件.吸收池比色杯,比色皿,比色池)一般由玻璃,石英或熔凝石英制成,用来盛被测的溶液.在低于350nm的紫外光区工作时,必须采用石英池或熔凝石英池. 分光光度计的基本部件 2、吸收池(比色皿)必须与光束方向垂直.此外,每套比色皿的质料,厚度应*相同,以免产生误差.比色皿上的指纹,油污或壁上的沉积物都会显著地影响其透光性,因此在使用前务必*清洗.常用光电池,光电管和光电倍增管三种.测量装置—般常用的紫外光和可见光分光光度计有3种测量装置,即电流表,记录器和数字示值读数单元.现代的仪器常附有自动记录器,可自动描出吸收曲线.检测器棱镜与光栅棱镜:光波通过棱镜时,不同波长的光折射率不同;因而能将不同波长的光分开.玻璃对紫外线的吸收力强,故玻璃棱镜多用于可见光分光光度计.石英棱镜可在整个紫外光区传播光,故在紫外光分光光度计中广为应用.衍射光栅:在石英或玻璃表面上刻划许多平行线(每英寸约刻15 000—30000条).由于刻线处不透光,通过光的干涉和衍射使较长的光波偏折角度大,较短的光波偏折角度小,因而形成光谱.棱镜单色器装置示意图光源照到棱镜(或光栅)以前,先要经过一个入射狭缝,再通过平行光镜使成为平行光束投到棱镜上.透过棱镜的光再经另一聚光镜,在此聚光镜的焦面内可得一清楚的光谱图.如在焦线处放—出射狭缝,转动棱镜使光谱移动,就可以从出射狭缝射出所需要的单色光.整个装置称为"单色器"检测器---光电池光电池装在一个特制的匣子里面由3层物质组成的圆形或长方形薄片.*层是一种导电性良好的金属,这是光电池的负极.中间极薄的一层是半导体硒,第3层是铁,这是光电池的正极.当光电池受光照射以后,半导体硒的表面逸出电子,这些电子只向负极方向移动,而不向正极移动,因此在上下两金属片间产生一个电位差,线路连通时即产生电流。检测器---光电管光电管光电管是由封装在真空透明封套里的一个半圆柱型阴极和一个丝阳极组成.阴极的凹画上有一层光电发射材料,此种物质经光照射可发射电子.当在两极间加有电位时,发射出来的电子就流向丝阳极而产生光电流.对于相同的辐射强度,它所产生的电流约为光电池所产生电流的1/4.由于光电管具有很高的电阻,所以产生的电流容易放大.检测器---光电倍增管光电倍增管它比普通的光电管*,它可将*次发射出的电子数目放大到数百万倍.当电子打在兼性阳极上时,能引起更多的电子自表面射出.这些射出的电子又被第二个兼性阳极所吸引,同样再产生更多的电子.此过程重复9次后,每个光子可形成106~107个电子.这些电子zui后被收集在阳极上.所得到的倍增电流可进一步加以放大和测量. 3、分光光度法的测量误差 选择适宜波长的入射光控制吸光度A的遍数范围选择适当的参比溶液仪器测量误差测量条件选择 仪器测量误差由朗伯-比尔定律可知,只有在一定的浓度范围内,即一定的吸光度范围同内,由分光光度计测量所引起的测定结果的相对误差才是较小的;当透光率接近0或1.0时,其相对误差趋于无限大;一般在百分透光率在10~80%的范围内(即吸光度在1~0.1),浓度测量相对误差较小;对于精密度高的仪器.当吸度A=0.7-0.2时(百分透光率约为20-60%,测量误差约为1%. 测量条件选择 选择适宜波长的入射光:由于有色物质对光有选择性吸收,为了使测定结果有较高的灵敏度,必须选择溶液zui大吸收波长的入射光. 控制吸光度A的准确的读数范围:由朗伯-比耳定律可知,吸光度只有控制在0.2~0.7读数范围内时,测量的准确度较高. 选择参比溶液:参比溶液是用来调节仪器工作零点的.若样品溶液,试剂,显色剂无无色可用蒸馏水作参比溶液;反之应采用不加显色剂的样品液作参比溶液。 |
