可见分光光度法（二）

2、分光法单色器

单色器是光度将光源发射的复合光分解为单色光并从中分出任一波长单色光的光学装置，主要由作为色散装置的分光法棱镜或光栅、狭缝以及透镜组成。光度这些部件的分光法材料是由欲使用的波长区域而定。棱镜是光度最广泛使用的色散元件。

图10—3为棱镜作为色散元件的分光法单色器的原理图。光通过入射狭缝，光度经透镜以一定的分光法角度射到棱镜上，在棱镜的光度两界面上发生折射而色散。色散了的分光法光被聚焦在一个带有出射狭缝的表面上，移动棱镜或出射狭缝的光度位置，就可以使所需波长的分光法光通过。

3、光度吸收池

吸收池用于盛放分析试样，分光法它有两个互相平行、透光且具有精确厚度的平面。另外为了减少界面反射损失，吸收池光学面必须完全垂直于光束。在可见光区内测定时可选用光学玻璃吸收池；在低于360 nm的紫外光区工作时，必须采用石英吸收池。

4、检测器

检测器的作用是将辐射能转化为电信号进行检测。对其基本要求是灵敏度高，响应时间快，对于辐射能量的响应线性关系好，“噪声”低等。目前应用广泛的光子检测器有硒光电池、光电管和光电倍增管。

光电管是由一个阳极和一个光敏阴极组成的真空二极管。光敏阴极是在其弯曲表面镀有碱金属或碱金属氧化物等光敏材料。阳极是由与其阴极骨架轴面同轴的导线组成，如图10一4所示。当光线照在阴极表面上时，光敏物质发射光电子，这些光电子被加在两极间的电压所加速，并为阳极所收集而产生电流。它产生的光电流决定于照射光的强度。

紫外一可见分光光度计的类型很多，常用的有单光束分光光度计、双光束分光光度计两种。图10 5为单光束分光光度计的光路示意图。由氘灯(D2)或钨灯(W)发出的连续光谱，经会聚透镜M2聚光后，再经平面反射镜M2改变传播方向至狭缝S，由此入射到单色器内，狭缝正好位于球面准直镜M3的焦平面上。入射光经准直镜反射后，以一束平行光射向单色器。经过单色器的分光后，通过准直镜会聚在狭缝S上。由狭缝射出的一定波长的单色光照射到吸收池上。被试样吸收后的透射光经过检测器的检测由读数系统显示。

这种光度计光路系统简单，光源能量损失小，机械振动小，因此噪声小。国内普遍使用的72l型、722型、751型分光光度计属于这种类型。

三、分析方法及应用

紫外一可见分光光度法是获得物质结构及定性、定量信息的重要手段，而且还能测定物质的摩尔质量、稳定常数、电离常数、配合物的配合比等化学参数，因此在冶金、地质、生物、医学、农业、环境检测、食品卫生、质量检验等部门得到极其广泛的应用。

1、定性分析及应用

紫外一可见分光光度法可以利用物质，在紫外可见光区的具有特征吸收峰来进行定性鉴定和结构分析。由于无机物质的结构特性，使紫外一可见分光光度法在无机元素的定性分析中的应用极为有限。无机元素的定性分析可用原子发射光谱法或化学分析的方法。在有机化合物的定性鉴定和结构分析中的理论依据，主要源于化合物分子结构中发色团和助色团的特征吸收峰。所谓发色团是指分子中能吸收紫外或可见光的结构单元，例如＞C=C＜，＞C=O，＞C=C –O-，一N=O等含有不饱和键的官能团均属于发色团。助色团是一种能使生色团吸收峰向长波位移并增强其强度的官能团，如一OH，一NH2，一SH及一些卤族元素等。这些基团中都含有孤对电子，它们能与生色团中π电子相互作用。

一般有两种定性分析方法，即比较吸收光谱曲线和用经验规则计算最大吸收波长，然后与实测值进行比较。在相同的测量条件(溶剂、pH等)下，将未知物的吸收光谱与所推断化合物标准物的吸收光谱直接比较，或将其与未知物的吸收光谱数据进行比较来作定性分析。如果吸收光谱的形状，包括吸收光谱的最大吸收峰波长、最小吸收峰波长、吸收峰的数目、位置、拐点以及摩尔吸光系数等完全一致，则可以初步认为是同一化合物。目前，已有多种以实验结果为基础的各种有机化合物的紫外可见光谱标准应该指出，分子或离子对紫外光的吸收只是它们含有的生色基团和助色基团的特征，而不是整个分子或离子的特征。因此，只靠一个紫外光谱来确定一个未知物的结构是不现实的，还要与其他分析方法结合分析。

2、定量分析

这是实际工作中用得最多的一种方法，其具体做法是：配制一系列不同浓度的标准溶液，以不含被测组分的空白溶液为参比，在相同条件下测定标准溶液的吸光度。绘制吸光度浓度曲线。这种曲线就是工作曲线。在相同条件下测定未知试样的吸光度，从校准曲线上就可以找到与之对应的未知试样的浓度，如图10一6所示。在建立一个方法时，首先要确定符合朗伯一比尔定律的浓度范围，即线性范围，定量测定一般在线性范围内进行。

由A—c标准曲线求得试样溶液中待测元素浓度。

(2)标准对比法

在相同条件下测定试样溶液和某一浓度的标准溶液的吸光度Ax和As，由标准溶液的浓度cs可计算出试样中被测物的浓度cx。

这种方法比较简便，但是只有在测定的浓度范围内溶液完全遵守朗伯一比尔定律，并且cs和cx巳很接近时，才能得到较为准确的结果。

参考资料：分析化学