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学会这些核心基础知识,轻松玩转分光光度法

2019-07-23 点击:1664 来源:时时新闻

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分光光度法是一种基于测量溶液中物质对光的选择性吸收的分析方法,主要包括比色法,紫外和可见分光光度法,以及红外光谱法。那么分光光度法困扰我们的最常见问题是什么?

这种方法的特点和原理是什么?

如何选择标记点?

什么是颜色反应及其影响因素?

溶液中共存离子的影响我们如何在实际实验中处理它?

如何在实验过程中选择参考?

常用分光光度计的原理和检测范围是什么?

我们一起来看看吧。

有色物质对光的吸收具有选择性。它呈现的颜色与吸收光的颜色互补。如果要确定要吸收的溶液的特定波长,通常可以使用UV扫描最大波长。您还可以根据实际样本确定最大值。波长。

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表1物质的颜色和吸收颜色之间的关系

对于任何种类的有色溶剂,可以确定其吸收光谱。 UV的光谱精度越高,光吸收曲线的精度越高,并且最大光吸收的波长是最大吸收波长。当溶液浓度不同时,光吸收曲线的形状相同,并且最大吸收波长是恒定的,但吸光度是不同的。我们通常使用最大吸收波长作为测量中的测量波长。如图1所示,不同浓度的高锰酸钾溶液的吸光度不同,但最大吸收波长为525nm。

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图1不同浓度高锰酸钾溶液在400-650 nm波段的定性扫描吸收光谱

另外,吸光度具有附加性。在一定的入射波长下,溶液含有多种吸收光的物质,溶液对光波长的吸光度A应始终等于溶液中各组分的吸光度之和。该特性对于确定多个组分非常有利。

分光光度法的原理主要是光吸收定律(Lambert-Beer定律)。兰伯特定律指出,吸收的入射光量与样品介质的厚度有关。比尔定律表明吸收了多少入射光,并且与样品的浓度有关。 Lambert-Beer定律是分光光度法的基础和基础。其数学表达式如下:

A=KCL

其中:K是常数,

c是浓度,

L是厚度。在实际应用中,L是我们使用的比色皿的厚度。

当c的单位用g/l表示并且L的单位用cm表示时,比例常数K用a表示,其被称为吸收系数或消光系数。当c的单位以mol/L表示并且L的单位以cm表示时,比例常数K由ε表示,并且ε被称为摩尔吸光系数。

ε用于测量显色反应的灵敏度,ε越大,反应越敏感。 ε是有色化合物在特定波长下的特征常数,它取决于有色化合物本身的性质及其选择性吸收光的能力,而与溶液的浓度和厚度无关。这也是我们在实验过程中选择彩色显影剂的基础。

虽然Longbo-Beer定律是定量分析的基础,但它也具有一定的使用范围。有些情况会使它失效。适用范围如图2所示.Lang-Beer法失败的原因如下:

(1)入射光不是单色光。

比尔定律的前提是入射光是单色的,但实际上现在使用的仪器难以获得纯单色光,并且通常在特定波长范围内获得复合光。通过更好的UV获得的单色光的纯度更好,并且所获得的测量线的线性范围更宽,并且与比尔定律的偏差更小。

(2)化学变化导致的失败。

当进行显色反应时,有时形成不同的络合物,并且该缔合的电离,溶剂化,互变异构等的存在引起着色化合物浓度的变化,并且工作曲线弯曲。

(3)由于介质不均匀导致的故障。

大多数物质在稀溶液(≤0.01mol/L)中都遵守比尔定律。当浓度增加时,溶液可能悬浮或混浊。折射率n的差异将由不同的溶剂和不同的浓度引起。通常,当确定某种物质时,我们使用的溶剂是固定的,然后溶液的折射率随浓度而变化。当溶液浓度≤0.01mol/L时,n基本上是常数,因此Lambert-Beer定律在低浓度下有效。当溶液中存在悬浮液或沉淀物时,溶液的吸光度降低,导致偏差。

朗格 - 比尔定律的应用中常用两种方法:一种是工作曲线法;另一种是标准分析算法。

非常适用于通过原点并具有宽线性范围的工作曲线。通常,我们只能使用直线部分。我们不能拉直偏离弯曲的部分。如果要在弯曲部分中找到结果,请在弯曲部分中增加结果。标准点,按标准点重绘(一般高浓度部分会偏离浓度轴,引起负误差),只要弯曲程度不是很大,每0.01吸光度值代表的含量不超过方法的允许差异或几乎不可用。如果弯曲比较大,则不能使用,以免造成太大的误差。

一些小型企业实验室可能会使用标准的样本转换算法。使用此方法时需要注意的问题是:

(1)工作曲线通过原点。

(2)工作曲线笔直。

(3)样品中待测组分的含量接近标准样品的含量,待测样品的组成与标准样品的组成相似。

通常有三种使用分光光度法进行定量分析的方法:

(1)待测物质本身吸收一定波长。

(2)待测物质本身没有吸收,但在加入显影剂后会在一定波长下吸收。

(3)间接法。

显色反应基于分光光度法。因此,对颜色反应有一定的要求。影响颜色反应的因素有哪些?我们可以看一下下表。

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在实际实验中如何处理溶液中共存离子的影响?

有几种方法可以消除共存离子:

(1)使用掩蔽剂消除干扰。

(2)控制溶液的pH。

(3)利用氧化还原反应改变干扰离子的价态也是消除干扰的有效方法。

碎片消除干扰。

(5)使用校正系数消除干扰。

(6)采用适当的分离方法。

片?

(1)选择合适的测量波长。

(2)选择合适的参考解决方案。使用100%的分光光度计透射率作为测量的相对标准的解决方案称为参考溶液。

我们如何在实验过程中选择参考人?

(1)蒸馏水或溶剂作为参比溶液。

在待测系统中,只有测试化合物具有颜色,其他组分本身和显色剂是无色的,并且在测试波长下没有吸收或吸收。此时,蒸馏水或溶剂可用作参比溶液。

(2)试剂空白用作参考溶液。

添加各种试剂,不包括样品溶液,但不添加显影剂作为空白溶液,其被称为空白。

(3)样品溶液空白用作参考液体。

对于该片,取相同量的样品而不添加着色剂作为空白,其被称为样品空白。

(4)褪色空白。

当样品基底具有颜色时,彩色显影剂也具有颜色。单独使用样品空白或试剂空白是不可行的。在这种情况下,如果可以找到褪色剂,则测得的离子被选择性地络合或通过改变其价态,着色材料变色,从而作为参考溶液,可以同时消除有色试剂和有色共存的干扰。离子。

没有显示颜色空白。当改变试剂的添加顺序时,一些颜色反应不会显色。如此制备的空白溶液含有样品基质和试剂的颜色,但测量的离子没有显色,这简称为无色空白。它可以消除样品溶液颜色的干扰。

(5)并联运行空白。

在微观或精确分析中,为了消除所使用的试剂的颜色的影响以及在操作期间引入的极少量离子的影响,可以使用或不使用不含测量离子的样品,并且可以使用剩余的和正常的样品。测试过程与并行操作空白相同。

(6)控制适当的吸光度范围。

从图2中可以看出,亮度误差在A=0.434时最小,透射率在20%和65%之间,并且亮度误差相对较小。因此,为了将读数控制在适当的范围内(吸光度为0.2-0.8),在实际工作中,根据待测组分的浓度,选择适当的样品量,稀释倍数,显色体积和厚度比色皿等,以控制有色溶液的吸光度读数。

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图2.光度误差和吸光度之间的关系

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图3.参考解决方案选择原则

分光光度计的基本结构由五个基本部分组成:光源,光谱系统,吸收单元,探测器和测量信号显示系统。通常有两种类型的双光束和单光束。

分光光度计的一般检测:

(1)检查仪器灵敏度。制备含有10mg/l重铬酸钾的溶液,并将水用作440nm处的参比溶液,并且吸光度不<0.01。

用相同的溶液重复测量,百分比透过率读数的最大误差不应超过0.5。

(3)验证波长准确度。仪器使用一段时间后,必须校正波长读数。

(4)更换灯泡。更换灯泡时戴上手套。更换后,仔细调整灯泡的位置,使其光点聚焦在入口狭缝的中心。

(作者:张世民小分析姐姐)

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