紫外可見分光光度計
紫(zi)外(wai)-可見分光(guang)光(guang)度計(UV)引用(yong)新(xin)型技術,其功能強大,采用(yong)單色(se)器(qi)技術,波長范圍190-1100nm,是各種(zhong)涉及水(shui)(shui)和廢水(shui)(shui)分析領域的通用(yong)儀器(qi),應用(yong)范圍包(bao)括市政和工(gong)(gong)業廢水(shui)(shui),飲用(yong)水(shui)(shui),加(jia)工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)用(yong)水(shui)(shui),地表水(shui)(shui),冷卻水(shui)(shui)和鍋爐補給水(shui)(shui)等。
在(zai)水(shui)和廢(fei)水(shui)監(jian)測中的(de)應用,對于一(yi)個水系的(de)監測分析和(he)綜合評(ping)價,一(yi)般包括(kuo)水相(xiang)(溶(rong)液本身)、固相(xiang)(懸(xuan)浮物、底(di)質)、生(sheng)物相(xiang)(水生(sheng)生(sheng)物)。在水質的(de)常規監測中,紫外可見分光光度法占有較大(da)的(de)比重。由于水和(he)廢水的(de)成分復雜多變,待測物的(de)濃(nong)度和(he)干擾物的(de)濃(nong)度差別(bie)很(hen)大(da),在具體分析時必須選(xuan)擇(ze)好分析方(fang)法。
在農產品(pin)和食(shi)品(pin)分析中可用(yong)于檢測的組分或成分有蛋白質、賴氨(an)酸(suan)(suan)、葡萄糖、維生素C、硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)、亞硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)、砷、汞等(deng);
在植(zhi)物生化分析中(zhong)可用于檢測葉綠素、全氮和(he)酶的活力等;
在飼料分析中可(ke)用于檢測(ce)煙酸、棉酚、磷化氫和甲酯等。
紫外可見吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)主(zhu)要(yao)產生于分(fen)(fen)子價電子在能(neng)級(ji)間的(de)躍(yue)遷。利用一(yi)定(ding)頻率的(de)紫外--可見光(guang)照射被分(fen)(fen)析的(de)物質,引起分(fen)(fen)子中價電子的(de)躍(yue)遷,它將(jiang)有選擇地被吸(xi)收(shou)。吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)可以反映出物質的(de)特征。它對物質進行定(ding)性分(fen)(fen)析、定(ding)量分(fen)(fen)析及結構分(fen)(fen)析, 所依(yi)據的(de)光(guang)譜(pu)是分(fen)(fen)子或離子吸(xi)收(shou)入射光(guang)中特定(ding)波長的(de)光(guang)而產生的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)。
按(an)所吸收光(guang)(guang)(guang)的波長區域不同,分為(wei)紫外(wai)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度法和可見(jian)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度法,合稱(cheng)為(wei)紫外(wai)-可見(jian)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度法。
溶液對光的作(zuo)用(yong)示(shi)意(yi)圖:
溶液對(dui)光吸收示(shi)意圖:
光吸收遵循朗伯(bo)-比爾(er)定律:
I0--入射光輻射強度、I-- 透射光輻(fu)射強度、T --透射(she)比(bi)、a--吸光系數、ε--摩爾吸光系數。
組成(cheng):光(guang)源、單色器,狹(xia)縫(feng)、樣品池、檢測器
1.光源:
①能提供(gong)連續的輻射;②光(guang)強度(du)足夠大;③在整(zheng)個光(guang)譜(pu)(pu)區內光(guang)譜(pu)(pu)強度(du)不隨(sui)波長有(you)明顯變(bian)化;④光(guang)譜(pu)(pu)范圍寬(kuan);⑤使(shi)用壽命長,價格低。 鎢燈(deng)——可見光(guang)區 320~2500nm
氫(qing)燈(deng)或氘(dao)燈(deng)——紫外光區 195-375nm
2.單色(se)器:包(bao)括狹縫、準直鏡、色(se)散元(yuan)件
單色器是分光(guang)光(guang)度(du)計的(de)心臟部分,它(ta)的(de)作(zuo)用是把(ba)來自光(guang)源的(de)混合(he)光(guang)分解為單色光(guang)并能隨意改變波(bo)長。它(ta)的(de)主要組成部件和(he)作(zuo)用是:
①入射狹縫——限制雜散光進入。
②色(se)散元件——即棱(leng)鏡或(huo)光(guang)柵,是核心部(bu)件,可將混合光(guang)分解為單色(se)光(guang)。 ③準直鏡——把來自入射狹縫的(de)光(guang)束轉化(hua)為平(ping)等光(guang),并把來自色(se)散元件的(de)平(ping)等光(guang)聚焦(jiao)于(yu)出(chu)射狹縫上。
④出射(she)(she)狹縫——只讓特定波長(chang)的光射(she)(she)出單(dan)色器。
3. 吸收池
玻璃—由于吸收(shou)紫(zi)外UV光,僅適用于可見(jian)光區;石英—適用于紫(zi)外和(he)可見(jian)光區。
4 檢測器
檢測(ce)器的作(zuo)用(yong)是檢測(ce)光(guang)信號,并將(jiang)光(guang)信號轉變(bian)為電信號。現(xian)今使用(yong)的分光(guang)光(guang)度計大多采用(yong)光(guang)電管或光(guang)電倍增管作(zuo)為檢測(ce)器。
5.記錄裝(zhuang)置(zhi):常用的(de)信號顯示(shi)裝(zhuang)置(zhi)有直讀檢流計,電(dian)位調節指零裝(zhuang)置(zhi),以及自(zi)動(dong)記錄和數字顯示(shi)裝(zhuang)置(zhi)等。
按(an)其光學系統可分為單波長分光光度(du)計(ji)和雙波長分光光度(du)計(ji)。
單波(bo)長單光束分光光度計:
特點:使用時來回拉動吸收池、對光源要求高、比色池(chi)配對
單波長雙光束(shu)分光光度(du)計(ji):
特點:不用拉(la)動(dong)吸收(shou)池、可以減小移動(dong)誤差、對光(guang)源要求不高(gao)、
可以(yi)自動掃描吸收光譜(pu)。
雙波長分光(guang)光(guang)度計:
特點:
利用吸光度差值定量、消(xiao)除干擾和(he)吸收池不匹配引(yin)起(qi)的誤差。
一、 儀(yi)器測量(liang)條件的選(xuan)擇
1.適宜(yi)的吸光度范圍(wei)
由朗伯-比(bi)爾定(ding)律可(ke)知(zhi):
A=lg1/T=εcl
微分后得:
dlgT=0.4343dT/T= -εldc
或(huo) 0.4343ΔT/T= -εlΔc
代入(ru)朗伯-比爾定律有:
Δc/c=0.4343ΔT/TlgT
要(yao)使(shi)測定的相對誤差Δc/c最小,求導取極小得出:
lgT=-0.4343=A
即當A=0.4343時(shi),吸光度測量誤差最(zui)小(xiao)。
最適宜的測(ce)量范(fan)圍為0.2~0.8之間。
二、入射光(guang)波長的選擇
通(tong)常是根據被測(ce)組分的吸收(shou)光譜(pu),選擇最強吸收(shou)帶的最大吸收(shou)波長為入射波長。當最強吸收(shou)峰(feng)的峰(feng)形比較尖銳時,往往選用吸收(shou)稍(shao)低,峰(feng)形稍(shao)平坦的次強峰(feng)或肩峰(feng)進行測(ce)定(ding)。
三、狹縫寬度(du)的(de)選擇
為了選擇合適的狹縫(feng)寬(kuan)度,應以(yi)減少狹縫(feng)寬(kuan)度時試(shi)樣的吸(xi)光度不再增加(jia)為準。一(yi)般來說,狹縫(feng)寬(kuan)度大約是(shi)試(shi)樣吸(xi)收峰半寬(kuan)度的十分之一(yi)。
四、顯色反(fan)應條件的選擇
對多種物質進行測定,常利用顯色反應將被測組分轉變為在一定波長范圍有吸收的物質。常見的顯色反應有配位反應、氧化還原反應等。這些顯色(se)反應,必須滿(man)足以下條件:
1.反應的生成(cheng)物必須在紫外(wai)-可見光區有較強的吸(xi)光能力,即摩(mo)爾吸(xi)光系數較大;
2.反應(ying)有較高的(de)(de)選擇性(xing),即被(bei)測(ce)組分生成的(de)(de)化合物吸收(shou)曲線應(ying)與共(gong)存物質(zhi)的(de)(de)吸收(shou)光譜有明顯的(de)(de)差別(bie);
3. 反應生成的產(chan)物有(you)足(zu)夠的穩(wen)定性,以(yi)保證測量(liang)過程中溶(rong)液的吸光度(du)不(bu)變(bian);
4.反(fan)應生成(cheng)物的組成(cheng)恒(heng)定。
五、參比溶液的選擇
測定試樣溶液的吸光度,需先用參比溶液調節透光度(吸光度為0)為100%,以消除其它成分及吸光池和溶劑等對光的反射和吸收帶來的測定誤差。參(can)比溶液(ye)的選(xuan)擇視(shi)分(fen)析體系(xi)而定(ding),具體有:
1.溶(rong)劑參比:試樣簡單、共存其它成分對測定(ding)波長(chang)吸(xi)收弱,只考慮消除(chu)溶(rong)劑與(yu)吸(xi)收池等(deng)因素
2.試(shi)樣(yang)參比:如果試(shi)樣(yang)基(ji)體(ti)溶液(ye)在測定波長有(you)吸收(shou),而顯(xian)色劑不與(yu)試(shi)樣(yang)基(ji)體(ti)顯(xian)色時,可按(an)與(yu)顯(xian)色反應相(xiang)同的(de)條件處理試(shi)樣(yang),只是不加入顯(xian)色劑。
3.試劑參(can)比(bi):如(ru)果(guo)顯色劑或(huo)其它試劑在測定波長有吸收(shou),按(an)顯色反應相同的條件,不加(jia)入(ru)試樣(yang),同樣(yang)加(jia)入(ru)試劑和(he)溶劑作為參(can)比(bi)溶液。
4. 平行(xing)操作參(can)比(bi):用不含被(bei)測組(zu)分的(de)試樣(yang),在相同的(de)條件(jian)下與被(bei)測試樣(yang)同時進行(xing)處理,由(you)此得(de)到平行(xing)操作參(can)比(bi)溶液。