紫外可見分光光度計的原理及注意特點

一、概述
    紫外可見分光光度法從問世以來，在應(yīng)用方面有了很大的發(fā)展，尤其是在相關(guān)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上，促使分光光度計儀器的不斷創(chuàng)新，功能更加齊全，使得光度法的應(yīng)用更拓寬了范圍。目前，分光光度法已為工農(nóng)業(yè)各個部門和科學(xué)研究的各個領(lǐng)域所廣泛采用，成為人們從事生 產(chǎn)和科研的有力測試手段。我國在分析化學(xué)領(lǐng)域有著堅實的基礎(chǔ)，在分光光度分析方法和儀器的制造方面上都已達到一定的水平

二、原理
    物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)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(yīng)地發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此，每種物質(zhì)就有其 *的、固定的吸收光譜曲線，可根據(jù)吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判別或測 定該物質(zhì)的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎(chǔ)。分光光度分析就是根據(jù)物質(zhì)的吸 收光譜研究物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間相互作用的有效手段。
    紫外可見分光光度法的定量分析基礎(chǔ)是朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律。即物質(zhì)在一定濃度 的吸光度與它的吸收介質(zhì)的厚度呈正比，其數(shù)學(xué)表示式如下：
A=錬c式中：A—吸光度（又稱光密度、消光值），å—摩爾吸光系數(shù)（其物理意義為：當(dāng)吸光物質(zhì)濃度為1摩爾/升，吸收池厚為1厘米，以一定波長原光通過時，所引起的吸光值A(chǔ)），b—吸收介質(zhì)的厚度（厘米），c—吸光物質(zhì)的 濃度（摩爾/升）。
    物質(zhì)的顏色和它的電子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，當(dāng)輻射（光子）引起電子躍遷使分子（或離子）從基態(tài)上升到激發(fā)態(tài)時，分子（或離子）就會在可見區(qū)或紫外呈現(xiàn)吸光，顏色的發(fā)生或變化是和分 子的正常電子結(jié)構(gòu)的變形的。當(dāng)分子中含有一個或更多的生色基因（即具有不飽和鍵的原子基團），輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生色團有：CO， -N=N-， -N=O，-C N，CS 如果兩個生色團之間隔一個碳原子，則形成共軛基團，會使吸收帶移向較長的波長處（即紅移），且吸收帶的強度顯著增加。當(dāng)分子中含有助色基團（有未共用電子對的基團）時，也會產(chǎn)生紅移效應(yīng)。常見的助色基團有：-OH -NH2， -SH， -Cl, -Br, -I

三、主要特點
（1）應(yīng)用廣泛
   由于各種各樣的無機物和有機物在紫外可見區(qū)都有吸收，因此均可借此法加以測定。到目前為止，幾乎化學(xué)元素周期表上的所有元素（除少數(shù)放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法 。在上發(fā)表的有關(guān)分析的論文總數(shù)中，光度法約占28%，我國約占所發(fā)表論文總數(shù)的33% 。
（2）靈敏度高
   由于新的顯色劑的大量合成，并在應(yīng)用研究方面取得了可喜的進展，使得對元素測定的靈敏度有所推進，特別是有關(guān)多元絡(luò)合物和各種表面活性劑的應(yīng)用研究，使許多元素的摩爾吸光 系數(shù)由原來的幾萬提高到數(shù)十萬。
（3）選擇性好
   目前已有些元素只要利用控制適當(dāng)?shù)娘@色條件就可直接進行光度法測定，如鈷、鈾、鎳、銅、銀、鐵等元素的測定，已有比較滿意的方法了。
（4）準(zhǔn)確度高
   對于一般的分光光度法，其濃度測量的相對誤差在1～3%范圍內(nèi)，如采用示差分光光度法進行測量，則誤差可減少到0.X%。
（5） 適用濃度范圍廣
    可從常量（1%～50%）（尤其使用示差法）到痕量（10-8～10-6%）（經(jīng)預(yù)富集后）。
（6） 分析成本低、操作簡便、快速
    由于分光光度法具有以上優(yōu)點，因此目前仍廣泛地應(yīng)用于化工、冶金、地質(zhì)、醫(yī)學(xué)、食品、制藥等部門及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。單在水質(zhì)分析中的應(yīng)用就很廣，目前能有直接法和間接法測定 的金屬和非金屬元素就有70多種。


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