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紫外可见分光光度计的应用
点击次数:2639 发布时间:2011-03-18

1.概述
人们在实践中早已总结出不同颜色的物质具有不同的物理和化学性质。 根据物质的这些特性可对它进行有效的分析和判别。由于颜色本就惹人注意,根据物质的颜色深浅程度来对物质的含量进行估计,可追溯到古代及中世纪。1852年,比尔(Beer)参考了 布给尔(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章,提出了分光光度的基本定律,即液层厚度相等时,颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例,从而奠定了分光光度法的理 论基础,这就是的比尔朗伯定律。1854年,杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人将此理论应用于定量分析化学领域,并且设计了*台比色计。到1918年,美国国家标准局 制成了*台紫外可见分光光度计。此后,
紫外可见分光光度计经不断改进,又出现自动记录、自动打印、数字显示、微机控制等各种类型的仪器,使光度法的灵敏度和准确度也不断 提高,其应用范围也不断扩大。

紫外可见分光光度法从问世以来,在应用方面有了很大的发展,尤其是在相关学科发展的基 础上,促使分光光度计仪器的不断创新,功能更加齐全,使得光度法的应用更拓宽了范围。目前,分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用,成为人们从事生 产和科研的有力测试手段。我国在分析化学领域有着坚实的基础,在分光光度分析方法和仪器的制造方面上都已达到一定的水平[1][2]
2.原理
物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量, 相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其 特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测 定该物质的含量,这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸 收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。
紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度 的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比,其数学表示式如下:
A=錬c
式中:A 吸光度(又称光密度、消光值),
摩尔吸光系数(其物理意义为:当吸光物质浓度为1摩尔/升,吸收池厚为1厘米,以一定波长原光通过时,所引起的吸光值A),b 吸收介质的厚度(厘米),c 吸光物质的 浓度(摩尔/升)。

物质的颜色和它的电子结构有密切的关系,当辐射(光子)引起电子跃迁使分子(或离子)从基态上升到激发态时,分子(或离子)就会在可见区或紫外呈现吸光,颜色的发生或变化是和分 子的正常电子结构的变形的。当分子中含有一个或更多的生色基因(即具有不饱和键的原子基团),辐射就会引起分子中电子能量的改变。常见的生色团有:
CO, -N=N-, -N=O,-C N,CS

如果两个生色团之间隔一个碳原子,则形成共轭基团,会使吸收带移向较长的波长处(即红移),且吸收带的强度显著增加。当分子中含有助色基团(有未共用电子对的基团)时,也会 产生红移效应。常见的助色基团有:-OH -NH2, -SH, -Cl, -Br, -I
3.特点
分光光度法对于分析人员来说,可以说是zui有用的工具之一。几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计。分光光度法的主要特点为:
(1)应用广泛
由于各种各样的无机物和有机物在紫外可见区都有吸收,因此均可借此法加以测定。到目前为止,几乎化学元素周期表上的所有元素(除少数放射性元素和惰性元素之外)均可采用此法 。在上发表的有关分析的论文总数中,光度法约占28%,我国约占所发表论文总数的33% 。
(2)灵敏度高
由于新的显色剂的大量合成,并在应用研究方面取得了可喜的进展,使得对元素测定的灵敏度有所推进,特别是有关多元络合物和各种表面活性剂的应用研究,使许多元素的摩尔吸光 系数由原来的几万提高到数十万。

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