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即不同物质吸收不同颜色的光,据此可进行即不同物质吸收不同颜色的光,据此可进行定性分析;定性分析; 此物质的浓度越大此物质的浓度越大, 吸收的光越多吸收的光越多,测得的吸光度越大。测得的吸光度越大。 第第 8 章章 吸光光度法吸光光度法 absorption spectrophotometry8.1 概述概述一、什么叫吸光光度法一、什么叫吸光光度法 根据吸光度与被测物浓根据吸光度与被测物浓度成正比度成正比(朗伯朗伯- -比耳定律比耳定律)求得被测物含量。求得被测物含量。利用物质对光的选择吸收而建立的仪利用物质对光的选择吸收而建立的仪器分析方法。器分析方法。二、吸光光度法的特点二、吸光光度法的特点 1. 灵敏度高灵敏度高 可测定浓度能达到可测定浓度能达到 10-5 10-6 mol / L 2. 准确度高准确度高 相对误差相对误差 2% 5% 用精密仪器,可达用精密仪器,可达 1% 2% 3. 测定快速测定快速 4. 应用广泛应用广泛 8.2 吸光光度法的基本原理吸光光度法的基本原理一、光的基本性质一、光的基本性质 可见光可见光 visible light = 400 750 nm 波长范围的光波长范围的光单色光单色光 monochromatic light 单一波长的光单一波长的光复合光复合光 compound light 多种波长光的混合光多种波长光的混合光 互补色光互补色光 complementary color light若某两种波长的光按一定的强度比例混合若某两种波长的光按一定的强度比例混合可成为白光可成为白光, 则这两种光称为互补色光。则这两种光称为互补色光。 光的互补关系见下图光的互补关系见下图图中直线两端的两种光为互补光图中直线两端的两种光为互补光(隔三互补隔三互补)白光二、溶液对光的选择吸收和吸收曲线二、溶液对光的选择吸收和吸收曲线 1. 溶液吸收的光与透过的光的关系溶液吸收的光与透过的光的关系 KMnO4 吸收白光中的绿光后,吸收白光中的绿光后, 溶液呈紫色溶液呈紫色(紫色光为透过的光紫色光为透过的光) CuSO4 吸收白光中的黄光,吸收白光中的黄光, 溶液呈蓝色溶液呈蓝色(蓝色光为透过的光蓝色光为透过的光)可见可见, 溶液的颜色与被吸收光的颜色互补溶液的颜色与被吸收光的颜色互补2. 溶液颜色深浅的原因溶液颜色深浅的原因浓度越大或液层越厚浓度越大或液层越厚, 吸光质点越多吸光质点越多,吸收程度越大吸收程度越大,透过的互补光的程度越大透过的互补光的程度越大,因而颜色越深。因而颜色越深。 3. 光吸收曲线光吸收曲线 photoabsorption curve (1)光吸收曲线的制作过程光吸收曲线的制作过程 取一定浓度的某一吸光物质,固定液取一定浓度的某一吸光物质,固定液 层厚度层厚度, 只改变波长只改变波长, 测得此同一物质、同一浓度、同一液测得此同一物质、同一浓度、同一液 层厚度在不同层厚度在不同的吸光度的吸光度 A , 以以为横坐标、吸光度为纵坐标作为横坐标、吸光度为纵坐标作 图,得一条光吸收曲线。图,得一条光吸收曲线。 或用自动扫描分光光度计自动绘制、或用自动扫描分光光度计自动绘制、 输出吸收曲线。输出吸收曲线。 如如 KMnO4 溶液的吸收曲线溶液的吸收曲线:四种不同浓度的四种不同浓度的 KMnO4 溶液的光吸收曲线溶液的光吸收曲线 由吸收曲线可知由吸收曲线可知: :a.KMnO4 对对 525 nm 附近附近 的绿光吸收的绿光吸收 最多最多, , 即最即最 大吸收波长大吸收波长 最大最大 (max ) 为为 525 nm (溶液的颜色主要溶液的颜色主要 是由这一数值确是由这一数值确 定的定的) b. 浓度不同浓度不同, ,曲线曲线 形状相似;形状相似; 浓度越大浓度越大, ,曲线曲线 上移上移( (即吸光即吸光 度越大度越大),), 但但max 不变;不变; c. 在在max 处处 同浓度溶液同浓度溶液 的吸光度最的吸光度最 大,大,不同浓度溶不同浓度溶液的吸光度液的吸光度变化最大变化最大, ,测定的灵敏测定的灵敏度最高。度最高。(2) 吸收曲线的用途吸收曲线的用途 a. 选择波长选择波长 定量测定时定量测定时, 一般选最大吸收波长一般选最大吸收波长, 有干扰时有干扰时, 要选避开干扰的波长。要选避开干扰的波长。如测定如测定 KMnO4 , 无干扰时无干扰时, 选选 525 nm,与与 K2Cr2O7 共存时共存时, 根据两吸收曲线根据两吸收曲线(见下页见下页):若选若选 545 nm 测定测定 KMnO4, 可避开干扰。可避开干扰。用用 525 nm波长测定波长测定KMnO4 时时,K2Cr2O7也也吸收光,吸收光,即有干扰。即有干扰。b. 根据吸收曲线形状和根据吸收曲线形状和 b液层厚度液层厚度吸光物质吸收吸光物质吸收一部分光后一部分光后1. 朗伯朗伯- -比耳定律比耳定律 Lambert-Beers law设某一波长的设某一波长的单色光单色光,强度为强度为 I0通过含吸光通过含吸光物质的溶液物质的溶液时时透过光的强度为透过光的强度为 Itc吸吸光光物物质质三、光吸收定律三、光吸收定律实验证明实验证明, 吸收光的程度吸收光的程度(吸光度吸光度)与吸光物与吸光物质浓度和液层厚度的乘积成正比。这一规质浓度和液层厚度的乘积成正比。这一规律称为律称为朗伯朗伯-比耳定律。比耳定律。朗伯朗伯-比耳定律是吸光光度法的比耳定律是吸光光度法的 定量依据。定量依据。则则比例常数比例常数称为透光度称为透光度 transmittancy或称透光率或称透光率 light transmittance也称透射比也称透射比 transmittance ratio2. 透光度及其与吸光度的关系透光度及其与吸光度的关系(1) 若若 b 用用 cm、c 用用 gL-1-1为单位,为单位, 则则 K 改用改用 a 表示表示, 称为吸光系数称为吸光系数 absorption 此时,朗伯此时,朗伯- -比尔定律应表示为:比尔定律应表示为:A = abca 的的单位为单位为L g-1 cm-1a 的数值为的数值为b = 1cm, c = 1g L-1时的吸光度值。时的吸光度值。3. 吸光系数与摩尔吸光系数吸光系数与摩尔吸光系数 A = Kbc 中中A =bc(2) 若若 b 用用 cm、c 用用 molL-1 为单位,为单位, K 改用改用 表示表示, , 此时朗伯此时朗伯- -比尔定律表示为比尔定律表示为的的单位为单位为Lmol-1-1 cm-1的的数值为数值为b = 1cm c = 1molL-1时的时的 A 值值(3)吸光系数吸光系数 a 与摩尔吸光系数与摩尔吸光系数 的关系的关系= Ma称为摩尔吸光系数称为摩尔吸光系数molar absorbance index摩尔质量摩尔质量显然显然(4) a 或或的测定方法的测定方法 取适当浓度的被测物溶液取适当浓度的被测物溶液, 用分光光度计测得用分光光度计测得 A 值值, 见下例见下例【例例 1】 Fe2+ 浓度为浓度为 5 mgL-1 的溶液的溶液 1 mL, 用用 1,10 - - 二氮菲显色后,定容为二氮菲显色后,定容为 10 mL,取,取此溶液用此溶液用 2 cm 吸收池在吸收池在 580 nm 波长处测得波长处测得吸光度吸光度 A = 0.190,计算其摩尔吸光系数,计算其摩尔吸光系数和吸光系数和吸光系数 a。解解 已知已知 Fe2+ 的摩尔质量为的摩尔质量为 55.85 gmol-1,【例例 2】 K2CrO4 的碱性溶液在的碱性溶液在 372 nm 处处有最大吸收。现有有最大吸收。现有 3 10-5 mol L-1 K2CrO4碱性溶液,在碱性溶液,在 372 nm 处用处用 1 cm 吸收池测得吸收池测得其透光率为其透光率为 71.6%。 求:求:1. 该溶液的吸光度该溶液的吸光度?2. K2CrO4 溶液在溶液在 372 nm 处的摩尔吸收系处的摩尔吸收系 数数?3. 若改用若改用 3 cm 的吸收池,求该溶液的透光的吸收池,求该溶液的透光 率率? 解解 (1) A = -lgT = - lg 0.716 = 0.145(3) 此时此时 A = 30.145 = 0.435 由由 A = - lgT 可计算出可计算出 T = 0.367 其大小取决于入射光波长、溶液的其大小取决于入射光波长、溶液的性质、温度和仪器的质量,性质、温度和仪器的质量,而与吸光物质的浓度及液层厚度无而与吸光物质的浓度及液层厚度无关。关。(5) a 和和的特点的特点(6) 摩尔吸光系数的重要性摩尔吸光系数的重要性 4. 吸光度的加和性吸光度的加和性 additivity当当 I0 依次通过依次通过 n 个液层厚度不等、吸光个液层厚度不等、吸光物质不同的溶液时物质不同的溶液时:即即: 总吸光度等于各吸光物质的吸光度之和总吸光度等于各吸光物质的吸光度之和5. 朗伯朗伯- -比耳定律的适用范围比耳定律的适用范围 不仅适用于溶液不仅适用于溶液, 也适用于固体和气体也适用于固体和气体; 不仅适用于可见光不仅适用于可见光, 也适用于紫外光和红外光也适用于紫外光和红外光; 但只适用于单色光。但只适用于单色光。8.3 吸光光度法的测量误差吸光光度法的测量误差8.3.1 有色溶液偏离朗伯有色溶液偏离朗伯- -比耳定律引入的误比耳定律引入的误 差差 根据根据 A =bc , A - - c 图应为过原点直线图应为过原点直线,但实际上只在一定浓度但实际上只在一定浓度范围内成直线。范围内成直线。因此,测定时被测物浓因此,测定时被测物浓度应控制在直线范围内。度应控制在直线范围内。Ac正偏离正偏离负偏离负偏离0偏离朗伯偏离朗伯- -比耳定律的原因比耳定律的原因: 1. 物理因素物理因素(1)单色光不纯单色光不纯 因目前的分光技术还不能获得只有一种波长的因目前的分光技术还不能获得只有一种波长的 单色光单色光, , 故必然产生偏离。原理如下故必然产生偏离。原理如下设有设有1 2 两种波长的光两种波长的光, 分别透过溶液时分别透过溶液时,各各自自遵遵从从朗朗伯伯- -比比耳耳定定律律有物理和化学两大有物理和化学两大因素,以下分别讨因素,以下分别讨论之。论之。显然,当显然,当1 =2 = 时时,A 与与 c 成直线关系成直线关系当当1 2 时时, A bc 形成曲线,即发生偏离。形成曲线,即发生偏离。由上可知由上可知减小偏离的方法减小偏离的方法: : 使用好的单色器使用好的单色器(提供更纯的单色光(提供更纯的单色光, 使使 减小)减小) 选选 作入射光作入射光( (因因 附近的吸收曲线较平坦附近的吸收曲线较平坦, ,不同波长光的不同波长光的 较小,较小,如下图:如下图:对给定的仪器(分光光度计),其单色器对给定的仪器(分光光度计),其单色器所提供的单色光的波长范围是固定的。所提供的单色光的波长范围是固定的。A(2)散射、反射及折射光的影响)散射、反射及折射光的影响 比如测试溶液为胶体、乳浊液或悬浊液时比如测试溶液为胶体、乳浊液或悬浊液时,一定强度的入射光一定强度的入射光 I0 通过时,光的消耗不通过时,光的消耗不仅仅是因为吸收,而是还有反射、折射及仅仅是因为吸收,而是还有反射、折射及散射。这造成实测吸光度偏大散射。这造成实测吸光度偏大, 导致偏离。导致偏离。2. 化学因素化学因素 (1)吸光质点的相互作用)吸光质点的相互作用 当被测溶液为稀溶液时,吸光质点是独立当被测溶液为稀溶液时,吸光质点是独立的吸光中心,彼此间影响很小。的吸光中心,彼此间影响很小。浓溶液时浓溶液时, ,吸光质点之间距离小,吸光质点之间距离小,相互影响大,相互影响大,这会改变其吸光性能这会改变其吸光性能(比如改变折光指数等)(比如改变折光指数等)从而改变吸光系数,引起偏离朗伯从而改变吸光系数,引起偏离朗伯- -比尔比尔定律定律(标准曲线发生弯曲)。(标准曲线发生弯曲)。正是由于这一原因,吸光光度法适用于正是由于这一原因,吸光光度法适用于测定稀溶液。测定稀溶液。(2)平衡效应)平衡效应(溶质解离、缔合、互变异(溶质解离、缔合、互变异构及化学变化)构及化学变化)例如例如 AB 型有色化合物(在溶液中存在以型有色化合物(在溶液中存在以下平衡)下平衡)AB A+ + B- -有色有色 无色无色 无色无色测得一定浓度的测得一定浓度的 AB 溶液的吸光度后将溶液溶液的吸光度后将溶液稀释一倍时稀释一倍时, 则则 cAB 不只降低不只降低 1/2,而是由于,而是由于电离度增大,降低电离度增大,降低 1/2 还多,故引起偏离。还多,故引起偏离。注意:注意:不同被测物符合朗伯不同被测物符合朗伯- -比耳定律的浓比耳定律的浓度范围不同。测定时,应将标准液和试液度范围不同。测定时,应将标准液和试液的浓度控制在符合朗伯的浓度控制在符合朗伯- -比耳定律的浓度范比耳定律的浓度范围内。围内。8.3.2 测量误差和测量条件的选择测量误差和测量条件的选择 一、仪器测量误差一、仪器测量误差 吸光光度法的误差主要来自两方面吸光光度法的误差主要来自两方面: : 一是偏离朗伯一是偏离朗伯- -比耳定律引入的误差比耳定律引入的误差( (前已讨论前已讨论);); 二是光度测量二是光度测量( (即测量仪器即测量仪器) )引起的误差引起的误差, , 此处讨论后者。此处讨论后者。 光度测量的相对误差计算公式光度测量的相对误差计算公式: :式中的式中的 dT 为光度计透光率读数的绝对误差。为光度计透光率读数的绝对误差。对给定的光度计,此为固定值(因为透光度对给定的光度计,此为固定值(因为透光度T 的刻度是均匀的、等分的的刻度是均匀的、等分的)这与滴定管的读数误差为固定值:这与滴定管的读数误差为固定值:0.01 mL 同理。同理。可以导出,浓度测量的相对误差:可以导出,浓度测量的相对误差:设仪器透光度设仪器透光度 T 的读数误差为:的读数误差为:0.01(1%),),(这是常用的分光光度计的读数准确度)(这是常用的分光光度计的读数准确度)(见下表)(见下表)透光率透光率 T /%吸光度吸光度 A相对误差相对误差 Er / %950.02220.5900.04510.6800.0975.6700.1554.01650.187 0.23.6600.2223.26500.3012.88400.3982.7336.80.4342.72300.5232.77200.6993.11150.824 0.83.51101.0004.3450.3016.7不同不同 T (或(或 A )值时浓度测量的相对误差)值时浓度测量的相对误差此时误差最小此时误差最小误误差差小小于于4%的的范范围围作图如下作图如下由上可见,由上可见,二、测量条件的选择二、测量条件的选择在实际测定时,只有使待测溶液的在实际测定时,只有使待测溶液的 透光率透光率 T 在在 15 65, 吸光度吸光度 A 在在 0.2 0.8 之间之间才能使测量的相对误差较小(才能使测量的相对误差较小( 4%)。)。 这是通常所要求的准确度这是通常所要求的准确度 当吸光度当吸光度 A = 0.434(或透光率(或透光率 T = 36.8%)时,测量的相对误差最小。时,测量的相对误差最小。8.4 吸光光度法分析条件的选择吸光光度法分析条件的选择8.4.1 显色反应显色反应因为许多被测物无色(不吸收可见光,吸因为许多被测物无色(不吸收可见光,吸光系数为光系数为 0)或颜色太浅(吸光系数值太)或颜色太浅(吸光系数值太小),使测定的灵敏度和准确度都太低。小),使测定的灵敏度和准确度都太低。所以常加入某种试剂(显色剂),使与被所以常加入某种试剂(显色剂),使与被测物反应(显色反应):测物反应(显色反应):生成吸光系数大的物质生成吸光系数大的物质 MR 。然后通过测定然后通过测定 MR 的吸光度,测定的吸光度,测定 M 。M + R MR显色剂显色剂溶液中的被测离子溶液中的被测离子生成的有生成的有色化合物色化合物为使显色反应完全、并适合用分光光度法为使显色反应完全、并适合用分光光度法测定,必须选择合适的显色反应条件(显测定,必须选择合适的显色反应条件(显色酸度、温度,显色反应时间、溶剂、消色酸度、温度,显色反应时间、溶剂、消除共存离子的干扰等)。除共存离子的干扰等)。 此部分容易明白,故请同学们自学。此部分容易明白,故请同学们自学。8.4.2 吸光度测量条件的选择吸光度测量条件的选择 在选定了显色反应并确定了最佳显色条件后在选定了显色反应并确定了最佳显色条件后, , 用仪器测吸光度时应选择合适的测量条件。用仪器测吸光度时应选择合适的测量条件。 其包括以下几方面其包括以下几方面: :1.1.入射光波长的选择入射光波长的选择通常选通常选( (为什么为什么?)?)这不仅使测定的灵敏度高,这不仅使测定的灵敏度高,而且能够减少或消除由非单色光而且能够减少或消除由非单色光引起的偏离朗伯引起的偏离朗伯- -比耳定律。比耳定律。当选用当选用 有干扰时,有干扰时,应改选既能避开干扰,又能使吸光度应改选既能避开干扰,又能使吸光度尽可能大的尽可能大的 。(见(见下图下图)2. 控制各溶液的吸光度读数控制各溶液的吸光度读数 在在 A = 0.2 0.8 范围内范围内 控制方法控制方法: 改变样品称取量或溶液的稀释度改变样品称取量或溶液的稀释度; 改用另一厚度的吸收池。改用另一厚度的吸收池。3. 选择合适的参比溶液选择合适的参比溶液 reference solution 参比溶液是用来调节仪器零点的溶液参比溶液是用来调节仪器零点的溶液 即测即测 定前定前, 先将入射光通过参比溶液,先将入射光通过参比溶液, 调节仪器,使仪器显示的吸光度值为调节仪器,使仪器显示的吸光度值为 A = 0(即(即T=100%), 以此为基准以此为基准, 测定标准溶液和试液的吸光度。测定标准溶液和试液的吸光度。选择参比溶液的依据如下选择参比溶液的依据如下:可见,为使测得的吸光度仅为可见,为使测得的吸光度仅为 MR 产生的产生的吸光度,需设法扣除试液、试剂和显色剂吸光度,需设法扣除试液、试剂和显色剂产生的吸光度产生的吸光度(这可用合适的参比溶液扣除)。(这可用合适的参比溶液扣除)。根据显色反应及其条件:根据显色反应及其条件:为控制反应酸度为控制反应酸度, 常加缓冲溶液常加缓冲溶液为掩蔽干扰离子为掩蔽干扰离子, 常加入掩蔽剂常加入掩蔽剂通称为通称为“试剂试剂“, ,以区别以区别于显色于显色剂剂 R此处需分清:试液、试剂和显色剂!此处需分清:试液、试剂和显色剂!M + R MR显色剂显色剂试液中的被测离子试液中的被测离子生成的有生成的有色化合物色化合物选择参比溶液的方法为:选择参比溶液的方法为: 若试液、试剂、显色剂均无色若试液、试剂、显色剂均无色( (即不吸光即不吸光) ) (只有被测物生成的有色化合物只有被测物生成的有色化合物 MR 吸光吸光) 可选溶剂如蒸馏水作参比溶液。可选溶剂如蒸馏水作参比溶液。此称为此称为“溶剂空白溶剂空白” 若试液无色,试剂和显色剂有色若试液无色,试剂和显色剂有色, , 即除即除 MR 吸光外,试剂(缓冲液、吸光外,试剂(缓冲液、 掩蔽剂等)和显色剂掩蔽剂等)和显色剂 R 也吸光。也吸光。 可选不加试液可选不加试液, 但加同量试剂和显色剂的溶液作参比但加同量试剂和显色剂的溶液作参比 调节仪器指示值为零点、从而扣除试调节仪器指示值为零点、从而扣除试 剂和显色剂产生的吸光度。剂和显色剂产生的吸光度。此称为此称为“试剂空白试剂空白” 若试液有色,试剂和显色剂无色若试液有色,试剂和显色剂无色, , 可选不加显色剂可选不加显色剂( (但加同量其他试剂但加同量其他试剂) )的试液的试液 作作参比调节仪器指示值为零点、从而扣参比调节仪器指示值为零点、从而扣 除试液产生的吸光度。除试液产生的吸光度。 此称为此称为“样品空白样品空白” 若显色剂和试液均有吸收,若显色剂和试液均有吸收, 可取一份可取一份试液加入适当的掩蔽液加入适当的掩蔽剂, 将待将待测组分掩蔽起来,分掩蔽起来, 使之不再与使之不再与显色色剂反反应, 然后然后加加相同相同量量显色色剂和其它和其它试剂, 所得的溶液作参比溶液。所得的溶液作参比溶液。 8.5.2 吸光光度法的测定方法吸光光度法的测定方法1. 标准比较法标准比较法 comparison method with standard (测定时(测定时, Ax 和和 As 越接近,误差越小)越接近,误差越小)根据根据 As = bcs Ax = bcx将一标准溶液将一标准溶液(S)和试液和试液(X)在相同条件下显在相同条件下显色色(加某种试剂加某种试剂, ,与被测物生成有色化合物与被测物生成有色化合物),测得两溶测得两溶液的吸光度液的吸光度 As 和和 Ax同一有色化合物同一有色化合物, 相等相等使用相同厚度的使用相同厚度的吸收池吸收池, b 相等相等.cx2. 标准曲线法标准曲线法 calibration curve method 配一系列标准液配一系列标准液, 测得各测得各 A 值值, 绘制标准曲线绘制标准曲线:Ac相同条件下配制试液相同条件下配制试液, 测得其测得其 Ax , ,从标准曲线查得从标准曲线查得 c cx x , ,.Axc cx x稀释倍数稀释倍数 = = 原未知液浓度原未知液浓度, ,或进而算得原固体中被测物的质量分数。或进而算得原固体中被测物的质量分数。 .3. 标准加入法标准加入法 standard addition method (1) 两点比较法两点比较法 取一份取一份试液液 cx , ,测得其吸光度得其吸光度为 Ax ; 另取一等量另取一等量试液,液, 加入一定量的含待加入一定量的含待测组分的分的标准溶液,准溶液, 使被使被测组分的分的浓度增加度增加 ck, 在相同的条件下在相同的条件下测定其吸光度定其吸光度为 Ax+k Ax = bcx Ax+k = b(cx+ck)按照朗伯比耳定律有:按照朗伯比耳定律有:由此算得结果由此算得结果 与标准加入的被测与标准加入的被测组分的浓度组分的浓度(2) 标准加入工作曲线法标准加入工作曲线法取同量取同量试液若干份液若干份, , 分别加入不同量的待测组分标准液分别加入不同量的待测组分标准液, ,使使试液中试液中待待测组分的分的浓度依次增加度依次增加了了: : 0,ck ,2ck ,3ck ,4ck,在相同的条件下测得各溶液的吸光度。在相同的条件下测得各溶液的吸光度。可知:可知: Ax+k = b(cx+ck) = bcx+ bck = Ax+ bck 所测得的溶液的吸光度所测得的溶液的吸光度因此因此:成线性关系。成线性关系。以加标浓度以加标浓度 ck 为横坐标,为横坐标,加标后溶液的吸光度加标后溶液的吸光度 Ax+k 为纵坐标作图,为纵坐标作图,可得一条直线可得一条直线, ,该直线在纵坐标该直线在纵坐标上的截距为上的截距为 Ax; 将直线外推将直线外推得交点得交点 .等于试样溶液中被测组分的浓度。等于试样溶液中被测组分的浓度。此交点到原点的距离此交点到原点的距离这是这是因为因为? ?因为因为: Ax+k = b(cx+ck) = 0 时,时, cx = - ck 8.5.3 分光光度计基本构造分光光度计基本构造一、可见分光光度计一、可见分光光度计例如例如1. 光源光源2. 单色光器单色光器3. 吸收池吸收池 4. 检测器检测器 5. 显示系统显示系统以下分别介绍各部件以下分别介绍各部件虽然分光光度计有多种型号,虽然分光光度计有多种型号,但都有相似的基本组成部分:但都有相似的基本组成部分:1. 光源光源 light source 使用使用 :用用 6 12 V 白炽灯或气体放电灯白炽灯或气体放电灯作用:作用:提供光强一定的复合光(白光)提供光强一定的复合光(白光)性能要求性能要求: : 亮度稳定(以使亮度稳定(以使 I0 强度固定)强度固定), 故需电源电压稳定故需电源电压稳定, 一般用稳压器提供稳压。一般用稳压器提供稳压。1. 光源光源2. 单色光器单色光器3. 吸收池吸收池 4. 检测器检测器 5. 显示系统显示系统124入射狭缝入射狭缝准直镜准直镜棱镜棱镜 3聚焦镜聚焦镜出射狭缝出射狭缝 52. 单色器单色器 monochromator 如下图如下图 1 5 组合、固定在一个暗盒中组合、固定在一个暗盒中:用棱镜用棱镜或光栅作色散元件或光栅作色散元件( (把复合光色散为把复合光色散为 单色光单色光) )单色器的作用单色器的作用:获得单色光获得单色光性能要求:性能要求:单色光纯度单色光纯度高高( (一般光栅优于棱镜一般光栅优于棱镜) ) 白光白光3. 吸收池吸收池 absorption cell 用光学玻璃用光学玻璃(用于可见光度分析用于可见光度分析) 或石英玻璃或石英玻璃(用于紫外光度分析用于紫外光度分析)作用作用: : 盛装待测液盛装待测液(使入射光(使入射光 I0 透过其中的溶液)透过其中的溶液)性能要求性能要求: : 同一套相互间同一套相互间 0.5%4. 检测器检测器(光电转换器光电转换器) detector 用光电池或光电管用光电池或光电管 ( (如下图如下图) )阴极上的光敏物质受光照射放出电子阴极上的光敏物质受光照射放出电子, , 电子在电子在外电场作用下流向阳极外电场作用下流向阳极, , 从而形成光电流。从而形成光电流。作用:作用:将光信号转换为电信号将光信号转换为电信号(产生光电流产生光电流)性能要求:性能要求:光电流强度与受光强度成正比光电流强度与受光强度成正比 5. 显示系统显示系统 display system 用读数标尺用读数标尺( (如下图如下图) )或数字表或数字表作用作用: : 光电流驱使指针移动光电流驱使指针移动 从而指示、读取从而指示、读取 A 或或 T 性能要求性能要求: : 灵敏、准确,符合灵敏、准确,符合 A = -lgT
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