紫外分光光度計:定量定性分析儀器-中文百科頻道

紫外分光光度計

1852年，比爾(Beer)參考了布給爾(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時，顔色的強度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理論基礎，這就是著名的朗伯比爾定律。1854年，杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人将此理論應用于定量分析化學領域，并且設計了第一台比色計。到1918年，美國國家标準局制成了第一台紫外可見分光光度計。此後，紫外可見分光光度計經不斷改進，又出現自動記錄、自動打印、數字顯示、微機控制等各種類型的儀器，使光度法的靈敏度和準确度也不斷提高，其應用範圍也不斷擴大。紫外可見分光光度法從問世以來，在應用方面有了很大的發展，尤其是在相關學科發展的基礎上，促使分光光度計儀器的不斷創新，功能更加齊全，使得光度法的應用更拓寬了範圍。

工作原理

物質的吸收光譜本質上就是物質中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量，相應地發生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結果。由于各種物質具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結構，其吸收光能量的情況也就不會相同。因此，每種物質就有其特有的、固定的吸收光譜曲線，可根據吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判别或測定該物質的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎。分光光度分析就是根據物質的吸收光譜研究物質的成分、結構和物質間相互作用的有效手段。

又因為許多物質在紫外-可見光區有特征吸收峰，所以可用紫外分光光度法對這些物質分别進行測定（定量分析和定性分析）。紫外分光光度法使用基于朗伯-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和基礎。當入射光波長一定時，溶液的吸光度A是吸光物質的濃度C及吸收介質厚度l(吸收光程)的函數。

紫外分光光度法

首先确定實驗條件，并在此條件下測得标準物質的吸收峰以及其對應波長值（同時可獲得該物質的最大吸收波長）；再在選定的波長範圍内（或最大波長值處），分别以（不同濃度）标準溶液的吸光度和溶液濃度為橫、縱坐标繪出化合物溶液的标準曲線得到其所對應的數學方程；接着在相同實驗條件下配制待測溶液，測得待測溶液的吸光度，最後用已獲得的标準曲線方程求出待測溶液中所需測定的化合物的含量。

使用範圍

凡具有芳香環或共轭雙鍵結構的有機化合物，根據在特定吸收波長處所測得的吸收度，可用于藥品的鑒别、純度檢查及含量測定。

産品特點

波長範圍

可見-紫外分光光度計。其應用波長範圍為200～400nm的紫外光區、400～850nm的可見光區。主要由輻射源（光源）、色散系統、檢測系統、吸收池、數據處理機、自動記錄器及顯示器等部件組成。

技術參數

波長範圍190nm～1100nm

光源：進口鎢燈進口氘燈

光學系統：雙光束1200線平面光栅

波長準确度：≤±0.3nm

波長重複性：≤0.1nm

雜散光≤0.05%T　（220nm NaI溶液）

光度範圍－3A～3A

噪聲：≤0.0003Abs/h

基線平直度：≤±0.0005A

光譜帶寬：1nm

儀器的校正

校正的重要性

我們知道，分光光度法的最重要的一個物理化學量是吸光度。為了獲得準确的研究結果，準确測得樣品溶液的吸光度是非常重要的。一般，分析結果的不可靠性與偶然誤差和系統誤差有關。偶然誤差影響測量的精密度，可通過足夠數量測量的統計處理來減少；系統誤差影響測量結果的準确度，可在大體相同實驗條件下，用比較一種物質的準确測量結果，使系統誤差統一起來。而分光光度計的系統誤差（波長校正、分光光度計的慢散光、放大器的線性響應、暗電流和比色皿的光程）和操作誤差（溫度改變、儀器讀數、操作者的改變、使用物質的純度、稱量和濃度、pH）對測量吸光度的影響是可以檢查和校正的。關于操作誤差，多數情況下，通過嚴格按操作程序測量、儀器調零、準确稱量等來控制或減少這種誤差的産生。關于儀器的系統誤差，可通過對分光光度計的定期校正來客服，若所需準确度很高的測量，則必須天天校正。

校正内容

1.波長的準确度試驗以儀器顯示的波長數值與單色光的實際波長值之間誤差表示，應在±1.0nm範圍内。可用儀器中氘燈的486.02nm與656.10nm譜線進行校正。

2.吸收度的準确度試驗

3.雜散光的試驗

4.波長重現性試驗

5.分辨率試驗

吸光度的校正方法

校正吸光度常用一很純物質一定濃度的溶液為标準，且此溶液的吸光度系數經不同實驗室核對，為了使标準液吸光度不受測定波長的微移動而有改變，常選擇具有較平滑吸收高峰的物質，同時要求溶液穩定，且在相當的波長範圍内吸收度的改變符合Beer-Lambert定律，常用硫酸銅、硫酸铵钴和硝酸鈉或鉀的溶液。鉻酸鉀溶液是最常用的标準溶液，此溶液在紫外區和可見區均适用。

波長或波數的校正方法

可用具有窄吸收帶的溶液，濾光片或蒸氣來校正所需要的光波範圍。如果要求很高的精密度時，可用放電燈泡發射的射線來校正。有的光譜儀其上已裝有一個為校正用的燈。

的蒸氣對校正一定範圍的波長亦很有用，可用一小滴苯放于一厘米厚的吸收杯中，測其吸收波長，在遠紫外區可用氧氣的吸收帶進行校正。

用各種稀土金屬的濾光片，可以很快地校正波長，但準确度不如上述方法高。常用含有钬和钕、镨離子的濾光片。

雜散光的校正方法

小量的雜散光往往會引起較大的測量誤差，它的校正可用一個能完全吸收某一波長單色光，且在其他波長吸收很弱的溶液。從這個溶液所表現的透光情況可推測雜散光的近似值。由雜散光帶來的僞吸收帶，亦可用Beer-Lambert定律來檢查，但用此定律檢查僞吸收帶誤差較大。由切斷範圍之外所表現的透射比可得出近似的雜散光百分數。若所含雜散光大于0.1%，應設法減低，或對測得的吸收光度進行校正。由雜散光引起的誤差與雜散輻射成正比，因此校正值很容易從化合物的近于正确的曲線計算而得。此外，還可用一個适當的濾光片，該濾光片在測定波長範圍内完全透光，但吸收此範圍外的光波，由此來消除雜散光。