1600便攜式分光光度計(jì)與光電比色計(jì)相比,在結(jié)構(gòu)上分光光度計(jì)用單色器代替了濾光片,其它部分兩者比較相似。
?。ǎ﹩紊鳎?jiǎn)紊魇侵敢粋€(gè)光學(xué)系統(tǒng),它比濾光片能更有效地提供帶寬窄的單色光。單色器的主要組件是玻璃棱鏡、復(fù)合濾光片或光柵。來(lái)自光源的光線,可直接通過單色器的狹縫,照到分光部件上。單色器的效率比普通濾光片高。在紫外和可見光范圍內(nèi),半寬度不超過1nm。
1.棱鏡單色器
從幾何光學(xué)我們知道,當(dāng)一束光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時(shí),在界面會(huì)發(fā)生折射和反射。設(shè)入射角為i,折射角為θ,則其折射率n為:n = Sini/sinθ
不同的光學(xué)材料具有不同的折射率,這是*的。即使使用同一種光學(xué)材料,以相同的人射角照射,若波長(zhǎng)不同,得到的折射角也不一樣。透明物質(zhì)的折射率n和入射光波長(zhǎng)的關(guān)系可以用下列經(jīng)驗(yàn)式表示: n= A+B/λ2+C/λ4+…
式中A、B、C的數(shù)值與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。從式中可以看出,波長(zhǎng)越長(zhǎng),折射率越小。一束復(fù)合光進(jìn)入棱鏡,由于不同波長(zhǎng)的光,其折射率不同,通過棱鏡后,復(fù)色光就按不同的波長(zhǎng)分開來(lái)了,如圖所示
實(shí)驗(yàn)證明,棱鏡的色散具有非線性,即①譜線彎曲;②不同波長(zhǎng)區(qū)域色散效果不同,紅端色散差,紫端色散較好。雖然在實(shí)際應(yīng)用中的棱鏡單色器與圖示的不盡相同,然而它們的工作原理是一樣的。
2.光柵單色器
衍射光柵也可用作單色器。衍射光柵是由一系列刻劃在高光潔度反射表面上溝紋組成的。溝紋排列異常密集,每英寸長(zhǎng)度上有15000或30000條。將光柵放在一平行光束里,光柵的一面被照亮,這一面可看作是塊非常小的反射鏡。
從溝紋反射鏡反射出的光線相重疊,發(fā)生干涉。另一方面,如果在光線方向上的溝紋條數(shù)是波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),光線就被溝紋分開,這種波就是同向的,射線被反射。當(dāng)它不是波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),光線被抵消,沒有反射現(xiàn)象。改變光線照到光柵上的角度,就可以改變反射光的波長(zhǎng)。
1600便攜式分光光度計(jì)利用紫外光、可見光、紅外光和激光等測(cè)定物質(zhì) 的吸收光譜對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法,稱為分光光度法或分光光度技術(shù),使用的儀器稱為分光光度計(jì)。1600便攜式分光光度計(jì)靈敏度高,測(cè)定速度快,應(yīng)用范圍廣,其中的紫外光和可見光分光光 度技術(shù)更是化學(xué)工業(yè)中*的基本手段,并大 量用于如離子膜法燒堿生產(chǎn)中精鹽水中r、Bf、CO-分析以及成品中NaCD3、At03的測(cè)定等。其檢測(cè)*一般可低至(1~ 10) @ 10- 5。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于顯色反應(yīng)、顯色條件、實(shí)驗(yàn)儀器和操作技 巧等因素的影響,造成一些偏差,影響了分析的準(zhǔn)確性。下面重點(diǎn)討論外部因素對(duì)分析結(jié)果的影響及提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確度的途徑。
1600便攜式分光光度計(jì)常見誤差原因分析
1-1顯色反應(yīng)本身的誤差
不同的顯色反應(yīng)條件下,如有色物的穩(wěn)定性、顯 色劑的加入量、酸度、反應(yīng)時(shí)間等,對(duì)分析結(jié)果均有 一定的影響。
1-2儀器誤差
單色光不純、儀器電壓不穩(wěn)、靈敏度過高或過 低,吸光度< 0 2或> 0 8造成結(jié)果不準(zhǔn)確;長(zhǎng)時(shí)間 使用后,吸收池污染帶來(lái)偏差。
1-3分析操作不準(zhǔn)確或不熟練
主要表現(xiàn)在儀器調(diào)零不準(zhǔn)、吸收池選擇不當(dāng)、讀數(shù)不準(zhǔn),甚至錯(cuò)誤操作等。
2應(yīng)用技巧
2-1放大或縮小倍數(shù)法
放大或縮小倍數(shù)法即選擇合適的吸光度測(cè)量范圍,在不同吸光度范圍內(nèi)讀數(shù)會(huì)引起不同程度的誤 差。為提高測(cè)定的準(zhǔn)確度,應(yīng)選擇在較適合的吸光度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算表明,較適宜的吸光度范 圍為0 2~ 0 &如果被測(cè)溶液濃度過低,1600便攜式分光光度計(jì)吸光度低于0 2可采用增加比色皿厚度的方法進(jìn)行測(cè)定;如果吸光度超過0 S可在比色時(shí)盡量采用比較薄的比色皿。當(dāng)然,這樣測(cè)定出的數(shù)值一定要進(jìn)行折算,計(jì)算式為:折算后吸光度=折算前測(cè)定值@標(biāo)準(zhǔn)比色皿厚度A目前比色皿厚度。
例:測(cè)定某樣品中鐵的含量時(shí),制作鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線 時(shí)用的吸收池的厚度為2 cm。而由于樣品含鐵量 低,用2 cm吸收池,測(cè)定出的吸光度為0 15Q改用 3 cm吸收池,測(cè)出值為0 224折算后:
吸光度=折算前測(cè)定值@標(biāo)準(zhǔn)比色皿厚度+目 前比色皿厚度=0 224 x 2 A3= Q 149。
該方法實(shí)際上是避免標(biāo)準(zhǔn)曲線在較低或較高濃 度處偏離朗伯-比爾定律的有效手段。