紫外分光光度计:定量定性分析仪器-中文百科频道

紫外分光光度计

1852年，比尔(Beer)参考了布给尔(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液层厚度相等时，颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例，从而奠定了分光光度法的理论基础，这就是著名的朗伯比尔定律。1854年，杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人将此理论应用于定量分析化学领域，并且设计了第一台比色计。到1918年，美国国家标准局制成了第一台紫外可见分光光度计。此后，紫外可见分光光度计经不断改进，又出现自动记录、自动打印、数字显示、微机控制等各种类型的仪器，使光度法的灵敏度和准确度也不断提高，其应用范围也不断扩大。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。

工作原理

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。

又因为许多物质在紫外-可见光区有特征吸收峰，所以可用紫外分光光度法对这些物质分别进行测定（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，俗称光吸收定律，是分光光度法定量分析的依据和基础。当入射光波长一定时，溶液的吸光度A是吸光物质的浓度C及吸收介质厚度l(吸收光程)的函数。

紫外分光光度法

首先确定实验条件，并在此条件下测得标准物质的吸收峰以及其对应波长值（同时可获得该物质的最大吸收波长）；再在选定的波长范围内（或最大波长值处），分别以（不同浓度）标准溶液的吸光度和溶液浓度为横、纵坐标绘出化合物溶液的标准曲线得到其所对应的数学方程；接着在相同实验条件下配制待测溶液，测得待测溶液的吸光度，最后用已获得的标准曲线方程求出待测溶液中所需测定的化合物的含量。

使用范围

凡具有芳香环或共轭双键结构的有机化合物，根据在特定吸收波长处所测得的吸收度，可用于药品的鉴别、纯度检查及含量测定。

产品特点

波长范围

可见-紫外分光光度计。其应用波长范围为200～400nm的紫外光区、400～850nm的可见光区。主要由辐射源（光源）、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。

技术参数

波长范围190nm～1100nm

光源：进口钨灯进口氘灯

光学系统：双光束1200线平面光栅

波长准确度：≤±0.3nm

波长重复性：≤0.1nm

杂散光≤0.05%T　（220nm NaI溶液）

光度范围－3A～3A

噪声：≤0.0003Abs/h

基线平直度：≤±0.0005A

光谱带宽：1nm

仪器的校正

校正的重要性

我们知道，分光光度法的最重要的一个物理化学量是吸光度。为了获得准确的研究结果，准确测得样品溶液的吸光度是非常重要的。一般，分析结果的不可靠性与偶然误差和系统误差有关。偶然误差影响测量的精密度，可通过足够数量测量的统计处理来减少；系统误差影响测量结果的准确度，可在大体相同实验条件下，用比较一种物质的准确测量结果，使系统误差统一起来。而分光光度计的系统误差（波长校正、分光光度计的慢散光、放大器的线性响应、暗电流和比色皿的光程）和操作误差（温度改变、仪器读数、操作者的改变、使用物质的纯度、称量和浓度、pH）对测量吸光度的影响是可以检查和校正的。关于操作误差，多数情况下，通过严格按操作程序测量、仪器调零、准确称量等来控制或减少这种误差的产生。关于仪器的系统误差，可通过对分光光度计的定期校正来客服，若所需准确度很高的测量，则必须天天校正。

校正内容

1.波长的准确度试验以仪器显示的波长数值与单色光的实际波长值之间误差表示，应在±1.0nm范围内。可用仪器中氘灯的486.02nm与656.10nm谱线进行校正。

2.吸收度的准确度试验

3.杂散光的试验

4.波长重现性试验

5.分辨率试验

吸光度的校正方法

校正吸光度常用一很纯物质一定浓度的溶液为标准，且此溶液的吸光度系数经不同实验室核对，为了使标准液吸光度不受测定波长的微移动而有改变，常选择具有较平滑吸收高峰的物质，同时要求溶液稳定，且在相当的波长范围内吸收度的改变符合Beer-Lambert定律，常用硫酸铜、硫酸铵钴和硝酸钠或钾的溶液。铬酸钾溶液是最常用的标准溶液，此溶液在紫外区和可见区均适用。

波长或波数的校正方法

可用具有窄吸收带的溶液，滤光片或蒸气来校正所需要的光波范围。如果要求很高的精密度时，可用放电灯泡发射的射线来校正。有的光谱仪其上已装有一个为校正用的灯。

的蒸气对校正一定范围的波长亦很有用，可用一小滴苯放于一厘米厚的吸收杯中，测其吸收波长，在远紫外区可用氧气的吸收带进行校正。

用各种稀土金属的滤光片，可以很快地校正波长，但准确度不如上述方法高。常用含有钬和钕、镨离子的滤光片。

杂散光的校正方法

小量的杂散光往往会引起较大的测量误差，它的校正可用一个能完全吸收某一波长单色光，且在其他波长吸收很弱的溶液。从这个溶液所表现的透光情况可推测杂散光的近似值。由杂散光带来的伪吸收带，亦可用Beer-Lambert定律来检查，但用此定律检查伪吸收带误差较大。由切断范围之外所表现的透射比可得出近似的杂散光百分数。若所含杂散光大于0.1%，应设法减低，或对测得的吸收光度进行校正。由杂散光引起的误差与杂散辐射成正比，因此校正值很容易从化合物的近于正确的曲线计算而得。此外，还可用一个适当的滤光片，该滤光片在测定波长范围内完全透光，但吸收此范围外的光波，由此来消除杂散光。