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浅谈分光光度法和分光光度计的原理及其应用
时间:2018-11-24 点击次数:487

伴随着分光光度计在各领域内广泛应用,分光光度 计所起到的作用日益凸显,但是部分单位对分光光度计原理了 解有限,所以本文就分光光度法、分光光度原理及应用进行分 析研究,希望能够增加对分光光度法及分光光度计的了解 程度。

分光光度法是在比色法的基础条件之上所发展出来的。 比色法在实际应用过程中,仅仅局限于应用在可见光驱内,但 是分光光度法能够在紫外光与红外光内去应用。比色法主要 应用单色光,所涉及到的谱带宽度和整体精度都十分有限。分 光光度法与真正单色光较为贴近,光谱带宽度不会超过35mm, 能够对紫外区域内1mm以下进行检测,具有良好的度。

1 光的基本知识 光主要是由光量子所构成,具有十分显著的二重性,也就 是微粒不连续性与波动连续性,光在波长与频率上面具有波动 特征,能够通过 λ = c v 表示。其中 λ表示光所具有的波长,波长 为振动相同临界点之间所具有的距离,v表示光频率,也就是光 在每秒内振动的次数,c表示光传播速度。 光属于电磁波内的一种。在自然界内的电磁波类别较多, 电磁炉波长不同,分光光度法所应用到的光谱主要控制在 200mm与10 υ 之间,其中包含三个光驱,分别是紫外光区、可见 光区与红外光区。

2 吸收光谱原理 分子在物质内运动可以分为三种形式,分别是电子运动、 分子内原子振动、分子自身转动,所以一共具有三个能级,分别 是电子能级、振动能级、转动能级。光在照射分子之后,分子将 会吸收光的能量,进而产生能级跃迁,也就是完成从基态能级 到激发能级的转变。不同能级所需要的能量数量也不同,这就 需要应用不同电磁波进行激发。电子能级在跃迁过程中所需 要的能量要是越多,基本上都处于可见光区域或者是紫外光区 域内,这种光谱被称之为紫外光及可见光光谱。分子在被红外 线照射之后,分子所吸收到的能量无法完成电子能级的跃迁, 仅仅能够让分子完成振动能级与转动能级之间的转换,进而所 得到的光谱也就是红外光谱。分子要是被比外红外线光源进 行照射,分子仅仅能够完成转动能级的转变,这样所得到的光 谱为远红外光谱。物质所具有的结构要是不同,在完成能级跃 迁过程中所需要吸收的能量也就存在一定差异,对于光源吸收 速度也就不同,不同物质都具有自身特殊的光带,进而人们就 能够对不同物质进行分辨。这也是光度法在实际应用分析的 前提条件。按照郎伯比耳定律可知,溶液、温度与光源波长在 相同情况之下,溶液内所具有的光密度与溶液厚度之间应该呈 现正比例关联;要是溶液厚度要是一定的情况下,溶液浓度与 光密度仅仅具有关联,被测物质浓度与吸光度之间呈现正比例 关联,光度法在分析过程中就是应用该理论依据 。

3 分光光度计构造原理 复合光在经过分光系统之后,会分散成为不同波长的单色 光,对其中任意一个波长单色光进行分析研究,能够对测试物 质光吸收能力进行判断,这种方法就是分光光度法。分光光度 法在测量过程中所应用到的设备称之为分光光度计。虽然分 光光度计型号存在一定差异,但是分光光度计的结构基本相 同,主要有五部分构成,分别是光源、单色器、样品吸收池、检测 系统与信号指示系统 。

3.1光源 能够被作为光源的较多,例如钨灯、卤钨灯、激光、红外线 等。例如钨灯要是作为光源,所产生的光谱为连续光谱,适合 在3600000nm 范围内应用,在应用过程中具有良好的稳定性, 主要是作为可见光光源。

3.2单色器 单色器是分光光度计基础构建,主要是将混合光源转变为 单色光,同时为检测提供针对波长光源。单色器主要由四部分 构成,分别是入口狭缝、出口狭缝、色散元件及准直镜,其中 为重要元件为色散元件,色散元件还可以分为棱镜与光栅两种 类别。 3.2.1棱镜 棱镜主要作用是将混合光分解为单色光,正常情况下为三 角柱体。棱镜要是由不同原材料生产而成,透光范围也存在一 定差异。棱镜要是应用玻璃制成,所得到的光谱就是可见光 谱;要是应用石英制成,所得到的光谱就是紫外光谱 。

3.2.2光栅单色器 光栅还可以作为单色器内的色散构建,主要是在金属表面 上刻画出多个槽,需要特别注意不同槽之间距离应该相等,并 且相互平行。光在经过槽反射之后,容易出现色散情况。部分 分光系统就是以光栅作为基础理论,在玻璃或者是石英表面上 刻画出多个槽,通过光干涉及衍射特征,完成混合光分散操作, 得到针对性光谱。

3.3 狭缝 狭缝主要表示光路上面由隔板所形成的缝隙,主要作用对 单色光强度及纯度进行调节,同时也能够对单色光分辨力造成 影响。狭缝宽度基本上控制在2mm之内,棱镜分散能力也会根 据波长的改变发生变化,分光光度计所具有的狭缝宽度能够与 棱镜分散能力一共进行调整。

3.4 检测器系统 尽速在光源照射之下会产生电流,光源强度要是越大,电 流数值也就会越高,也就是光电效应。检测器系统主要是根据 检测器所产生的光电流进行检测,完成对数字结果的转变。

4 结语 分光光度法与分光光度计在实际应用过程中,主要应用在 溶液内物质浓度检测上面,通过分析溶液吸光度差异,能够得 到不同溶液所具有的吸光度,进而绘制标准示意图,这样就能 够了解未知溶液吸光度,进而了解未知溶液所具有的浓度,具 有良好的灵敏性与抗干扰性。

 

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