紫外可見分光光度計(jì)的原理是利用物質(zhì)的分子或離子對(duì)某一波長范圍的光的吸收作用,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析,定量分析及結(jié)構(gòu)分析,所依據(jù)的光譜是分子或離子吸收入射光中的特定波長的光而產(chǎn)生的吸收光譜。根據(jù)所吸收光的波長區(qū)不同,分為紫外分光光度法和可見光光度法,合稱為紫外可見分光光度法。
紫外可見分光光度法是研究物質(zhì)在紫外可見光波下的分子吸收光譜的分析方法,在光的性質(zhì)中200-400nm波長的光叫做紫外(UV),從400-800nm叫做可見(VIS),從800nm到近1毫米是紅外(IR)。僅可見光才能被我們的眼睛看見,而包含所有波長的光,包括紫外,可見光和紅外叫做白光(例如太陽光),太陽光發(fā)出的白光可以通過棱鏡濾光片等分成七種類似彩虹的顏色,白光即包含所有波長的光,單色光即單波長的光。
根據(jù)朗伯比爾定律:A=kbc表明:一定溫度下,一定波長的單色光通過均勻的、非散射的溶液時(shí),溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。
A=kbc式中:
A:吸光度;描述溶液對(duì)光的吸收程度;
k:摩爾吸光系數(shù),單位L·mol-1·cm-1;
b:液層厚度(光程長度),通常以cm為單位;
c:溶液的摩爾濃度,單位mol·L-1;
我們可以舉個(gè)小例子來說明一下,有甲乙兩個(gè)相同材質(zhì)的玻璃杯,其中甲裝有潔凈的水而乙裝的是渾濁的水把它們放在靠窗的地方,這時(shí)甲可以透過大部分的光,而乙則沒有那么多光透過,在這里透過的光的比率稱為透射比,透射比通常以百分比形式來表示(%T)相反的從窗口透過的的光被吸收比率*叫做吸收率(Abs)。
物質(zhì)對(duì)光的吸收是選擇性的,利用被測物質(zhì)對(duì)某波長的光的吸收來了解物質(zhì)的特性,通過測定被測物質(zhì)對(duì)不同光的吸收強(qiáng)度,以波長為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)即可得出該物質(zhì)在測定波長范圍的吸收曲線。在吸收曲線中,通常選用*大吸收波長進(jìn)行物質(zhì)含量的測定。例如蘋果是紅色的,為什么蘋果看上去是紅色的而不是別的顏色?*好比我們對(duì)某種顏色喜歡一樣,物質(zhì)對(duì)顏色也有偏好,當(dāng)某種物質(zhì)暴漏包含各種顏色的光中時(shí),它吸收并僅保存了光中它*喜歡的顏色,它不喜歡的顏色被反射,這*形成了我們眼中看到的某種物質(zhì)的顏色。
根據(jù)這一特性我們即可通過顏色密度來對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量分析以此來測定某種物質(zhì)(溶液)的含量,例如我想測自來水里的鐵,通常無法直接采用分光光度法進(jìn)行測量,因此在這種方式測定中需要添加與目標(biāo)物質(zhì)反應(yīng)顯色的著色試劑,里面含鐵越多則顏色*越深(高吸光度)少則相反。這時(shí)我們需要配置標(biāo)準(zhǔn)溶液的校正曲線,從低到高來測量標(biāo)準(zhǔn)濃度的吸光值獲得該測量的校正曲線。在定量分析中還要考慮物質(zhì)的吸收波長,通過觀察測量已經(jīng)著色的吸收光譜來選擇吸收*大而相對(duì)平滑的波長(現(xiàn)在多數(shù)儀器已能自動(dòng)測量物質(zhì)的*佳吸光率如HACH的DR3900)。
實(shí)際測量時(shí)光譜與測定條件也有密切的關(guān)系,測定條件如溫度,溶劑極性等不同,吸收光譜的形狀、吸收峰的位置、吸收強(qiáng)度等都可能發(fā)生變化。對(duì)于溶劑的選擇要注意盡量選用低極性溶劑同時(shí)能很好的溶解被測物,并形成溶液具有良好的化學(xué)性質(zhì)和光化學(xué)的穩(wěn)定性,溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無明顯的吸收并注意保證實(shí)踐條件的一致性,這樣既能保證*小誤差又可達(dá)到*佳的測量結(jié)果。
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