分光光度法

分光光度法

分光光度法是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長範圍內光的吸光度或發光強度,對該物質進行定性和定量分析的方法。在分光光度計中,將不同波長的光連續地照射到一定濃度的樣品溶液時,便可得到與不同波長相對應的吸收強度。如以波長(λ)為橫坐標,吸收強度(A)為縱坐標,就可繪出該物質的吸收光譜曲線。利用該曲線進行物質定性、定量的分析方法,稱為分光光度法,也稱為吸收光譜法。用紫外光源測定無色物質的方法,稱為紫外分光光度法;用可見光光源測定有色物質的方法,稱為可見光光度法。它們與比色法一樣,都以Lambert-Beer定律為基礎。上述的紫外光區與可見光區是常用的。但分光光度法的應用光區包括紫外光區,可見光區,紅外光區。紫外分光光度計,可見分光光度計(或比色計)、紅外分光光度計或原子吸收分光光度計。為保證測量的精密度和準確度,所有儀器應按照國家計量檢定規程或本附錄規定,定期進行校正檢定。

波長範圍


(1)200~400nm的紫外光區,(2)400~760nm的可見光區, (3)2.5~25μm(按波數計為4000cm<-1>~400cm<-1>)的紅外光區。

基本原理


分光光度法
分光光度法
當一束強度為I0的單色光垂直照射某物質的溶液后,由於一部分光被體系吸收,因此透射光的強度降至I,則溶液的透光率T為:
根據朗伯(Lambert)-比爾(Beer)定律:
A=abc
式中A為吸光度,b為溶液層厚度(cm),c為溶液的濃度(g/dm^3), a為吸光係數。其中吸光係數 與溶液的本性、溫度以及波長等因素有關。溶液中其他組分(如溶劑等)對光的吸收可用空白液扣除。
由上式可知,當固定溶液層厚度l和吸光係數a時,吸光度A與溶液的濃度成線性關係。在定量分析時,首先需要測定溶液對不同波長光的吸收情況(吸收光譜),從中確定最大吸收波長,然後以此波長 的光為光源,測定一系列已知濃度c溶液的吸光度A,作出A~c工作曲線。在分析未知溶液時,根據測量的吸光度A,查工作曲線即可確定出相應的濃度。這便是分光光度法測量濃度的基本原理。

主要特點


分光光度法對於分析人員來說,可以說是最有用的工具之一。幾乎每一個分析實驗室都離不 開紫外可見分光光度計。分光光度法的主要特點為:
(1)應用廣泛
由於各種各樣的無機物和有機物在紫外可見區都有吸收,因此均可藉此法加以測定。到目前為止,幾乎化學元素周期表上的所有元素(除少數放射性元素和惰性元素之外)均可採用此法。在國際上發表的有關分析的論文總數中,光度法約佔28%,我國約佔所發表論文總數的33% 。
(2)靈敏度高
由於新的顯色劑的大量合成,並在應用研究方面取得了可喜的進展,使得對元素測定的靈敏 度有所推進,特別是有關多元絡合物和各種表面活性劑的應用研究,使許多元素的摩爾吸光 係數由原來的幾萬提高到數十萬。
(3)選擇性好
目前已有些元素只要利用控制適當的顯色條件就可直接進行光度法測定,如鈷、鈾、鎳、銅、銀、鐵等元素的測定,已有比較滿意的方法了。
(4)準確度高
對於一般的分光光度法,其濃度測量的相對誤差在1~3%範圍內,如採用示差分光光度法進 行測量,則誤差可減少到0.X%。
(5)適用濃度範圍廣
可從常量(1%~50%)(尤其使用示差法)到痕量(10-8~10-6%)(經預富集后)。
(6)分析成本低、操作簡便、快速
由於分光光度法具有以上優點,因此目前仍廣泛地應用於化工、冶金、地質、醫學、食品、製藥等部門及環境監測系統。單在水質分析中的應用就很廣,目前能有直接法和間接法測定的金屬和非金屬元素就有70多種。

主要種類


原子吸收分光光度法
紫外分光光度法
雙波長分光光度法
納氏試劑分光光度法
鉬銻抗分光光度法
亞甲基藍分光光度法
鄰菲羅啉分光光度法
熒光分光光度法

使用範圍簡介


凡具有芳香環或共軛雙鍵結構的有機化合物,根據在特定吸收波長處所測得的吸收度,可用於藥品的鑒別、純度檢查及含量測定。

測定方法


對照品比較法

(1)按各品種項下的方法,分別配製供試品溶液和對照品溶液,對照品溶液中所含被測成分的量應為供試品溶液中被測成分標示量的100±10%,所用溶劑也應完全一致,在規定的波長測定供試品溶液和對照品溶液的吸收度后,按下式計算含量,即得。
(2)計算式
A樣×G對/稀釋倍數×100×1
含量(%)= ————————————-- ×100%
A對×G樣/稀釋倍數×100×1

吸收係數法

(1)按各品種項下的方法配製供試品溶液,在規定的波長處測定其吸收度,再以該品種在規定條件下的吸收係數計算含量。用本法測定時,應注意儀器的校正和檢定。
(2)計算式
A樣
含量(%)= ——————————————- ×100%
G樣/稀釋倍數×(E1%1cm)對×100×1

計算分光光度法

採用計算分光光度法應慎重。本法有多種,使用時均應按各品種項下規定的方法進行。當吸收度處在吸收曲線的陡然上升或下降的部位測定時,波長的微小變化可能對測定結果造成顯著影響,故對照品和供試品測試條件應儘可能一致。若測定時不用對照品,如維生素A測定法,則應在測定時對儀器作仔細的校正和檢定。