可見分光光度計的使用課件

第八章吸收光譜法

28.1概述分子光譜法（分子光譜分析）紫外-可見分光光度法分類紫外-可見分光光度法的特點(diǎn)3分子光譜分析光學(xué)分析法——基于物質(zhì)分子、原子等微粒對輻射的相互作用而建立的分析方法。分子光譜分析：物質(zhì)分子與電磁輻射作用時，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生了量子化的能級之間的躍遷，測量由此產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射輻射的波長和強(qiáng)度而進(jìn)行分析的方法。4分子光譜分析類型紫外-可見：分子外層電子能級躍遷時吸收紫外-可見光（200~780nm）而建立的電子光譜法。紅外光譜：分子在振動-振動能級之間躍遷吸收紅外光。分子熒光：物質(zhì)分子被紫外光或波長較短的可見光激發(fā)，再返回基態(tài)時發(fā)射出的波長與入射光相同或更長的光。化學(xué)發(fā)光分析：分子吸收了化學(xué)反應(yīng)中放出的化學(xué)能而被激發(fā)，回基態(tài)時發(fā)射一定波長的光。拉曼散射：物質(zhì)從基態(tài)被激發(fā)到非量子化的能量區(qū)所吸收的光輻射，及從非量子化能量區(qū)躍遷回基態(tài)時所發(fā)射的波長與入射光不同的輻射。5一、紫外-可見分光光度法分類1．比色分析法——比較待測溶液顏色或加入試劑后呈現(xiàn)的顏色深淺來確定物質(zhì)含量的分析方法。適合于可見光范圍。按檢測器不同分為：（1）目視比色法——眼睛（2）光電比色法——光電轉(zhuǎn)換元件（如光電池）2．分（吸）光光度法——使用分光光度計，根據(jù)物質(zhì)對不同波長的單色光吸收程度不同進(jìn)行定性定量分析的方法。按光譜區(qū)不同分為：可見（400~780nm）、紫外（200~400nm）、紅外（3000~30000nm）。1nm=10－9m6二、

紫外-可見分光光度法的特點(diǎn)與儀器分析法的共同特點(diǎn)類似：靈敏度較高，適于微痕量分析，濃度檢測下限約10-6mol·L-1；精密度和準(zhǔn)確度高，相對誤差為2%-5%；操作簡便、快速、成本低，易于推廣；應(yīng)用范圍廣，無機(jī)、有機(jī)分析（對復(fù)雜有機(jī)物的分析能力弱），化學(xué)平衡研究等。78.2基本原理光的基本特性物質(zhì)對光的選擇性吸收吸收定律8一、

光的基本特性1.電磁波譜——波粒二象性（1）波動性——光的偏振、干涉、衍射、折射等現(xiàn)象，用（nm）、（Hz）、c（3×1010cm·s－1）、波數(shù)(cm－1)描述；=c，波數(shù)=1/=/c（2）微粒性——光由光子流組成，光子的能量:E=h=hc/

（Planck常數(shù)：h=6.626×10－34

J·s）光的能量范圍很廣，在波長或頻率上相差大約20個數(shù)量級。光的波長越短（頻率越高），其能量越大。不同光的波長范圍及其在分析化學(xué)中的應(yīng)用情況。910

電磁波譜光譜區(qū)頻率范圍(Hz)空氣中波長作用類型分析方法宇宙或γ射線>1020<10-12m原子核X射線1020～1016

10-3～10nm內(nèi)層電子躍遷X射線光譜法遠(yuǎn)紫外光1016～1015

10～200nm電子躍遷真空紫外光度法紫外光1015～7.5×1014

200～400nm電子躍遷紫外吸收光譜法可見光7.5×1014～4.0×1014

400～750nm價電子躍遷比色及可見光度法近紅外光4.0×1014～1.2×1014

0.75～2.5μm振動躍遷紅外光譜法紅外光1.2×1014～1011

2.5～1000μm振動或轉(zhuǎn)動躍遷遠(yuǎn)紅外光譜法微波1011～108

0.1～100cm轉(zhuǎn)動躍遷微波光譜法無線電波108～105

1～1000m原子核旋轉(zhuǎn)躍遷核自旋共振光譜聲波20000～3015～106km分子運(yùn)動112.單色光和互補(bǔ)光單色（波長）光是由相同能量的光子組成；白光（太陽光）是由各種單色光組成的復(fù)合光；當(dāng)一束白光通過光學(xué)棱鏡時，即可得到不同顏色的譜帶也叫光譜，這種現(xiàn)象叫光的色散。白光色散后成為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七色光。

人們眼睛能夠感受的光是可見光，是電磁輻射中的小部分，為420~760nm.遠(yuǎn)（真空）紫外為10~200nm，近紫外為200~400nm。如果兩種色光按適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比例混合后組成白光，則這兩種色光稱為“互補(bǔ)色光”，如圖所示。成直線關(guān)系的兩種光可混合成白光。例如在白色光中分離出藍(lán)光后，剩下的混合光則呈現(xiàn)黃色，因此，藍(lán)色和黃色光為互補(bǔ)色光。

12光的互補(bǔ)互補(bǔ)色光關(guān)系略圖光的互補(bǔ)：藍(lán)黃光的互補(bǔ)色圖13二、

物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)顏色的產(chǎn)生物質(zhì)的吸收光譜曲線分子吸收光譜產(chǎn)生的機(jī)理吸收光譜的應(yīng)用141.物質(zhì)顏色的產(chǎn)生物質(zhì)所呈現(xiàn)的顏色與所選擇性吸收的特征顏色互為補(bǔ)色。物質(zhì)的顏色由透過光或反射光的顏色決定。舉例說明：不透明物質(zhì)——光的吸收與反射作用；透明物質(zhì)——光的吸收與透過作用；如無色物、黑色物、KMnO4溶液、CuSO4溶液等。KMnO4溶液強(qiáng)烈地吸收黃綠色的光，對其它的光吸收很少或不吸收，所以溶液呈現(xiàn)紫紅色。又如CuSO4溶液強(qiáng)烈地吸收黃色的光，所以溶液呈現(xiàn)藍(lán)色。溶液之所以呈現(xiàn)不同的顏色，是因為它吸收了互補(bǔ)色光。152.物質(zhì)的吸收光譜曲線（1）定義：通過實驗獲得。用不同波長的單色光依次通過一定濃度的均勻透明的溶液，分別測定其吸光度，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，用測定所得的數(shù)據(jù)繪制的曲線。（2）作用：精確描述了某種物質(zhì)對不同波長光的吸收程度。（3）特點(diǎn)：16光吸收曲線的特點(diǎn)1、2物質(zhì)不同，吸收曲線形狀和λmax不同。提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，可定性分析。同一物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同，呈現(xiàn)選擇性吸收性質(zhì)。17光吸收曲線的特點(diǎn)3不同濃度的同一物質(zhì)，吸收曲線形狀相似，λmax不變。在一定波長下吸光度A有異，可作定量依據(jù)。在λmax處A隨濃度變化最大，測定最靈敏。吸收曲線是定量分析選擇波長的重要依據(jù)。183.分子吸收光譜產(chǎn)生的機(jī)理（1）分子運(yùn)動及其能級躍遷物質(zhì)分子內(nèi)部通常有三種運(yùn)動形式：電子相對于原子核的運(yùn)動，原子核在其平衡位置附近的相對振動，分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動。即分子具有三種不同能級：電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級。這三種能級都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量。分子的內(nèi)能包括：電子能量Ee、振動能量Ev、轉(zhuǎn)動能量Er。即hv=E=Ee+Ev+Er。ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr分子在某一狀態(tài)時的能量：E=E零+E平+Ee+Ev+Er。19紫外-可見分子吸收光譜與電子躍遷20（2）分子吸收光譜的產(chǎn)生M+

h

M*基態(tài)激發(fā)態(tài)E1

（△E）E2M+熱M+熒光或磷光E=E2-

E1=h

：量子化條件；選擇性吸收。21三種能級躍遷及其討論ΔΕr：0.005～0.050eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)，即遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動光譜。ΔΕv：0.05～１eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紅外區(qū),即紅外光譜或分子振動光譜。ΔEe:1～20eV。電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外-可見光區(qū)，即紫外-可見光譜或分子的電子光譜。電子能級間躍遷的同時，總伴隨有振動和轉(zhuǎn)動能級間的躍遷。即電子光譜中總包含有振動能級和轉(zhuǎn)動能級間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶（非線光譜）。224.吸收光譜的應(yīng)用吸收光譜的波長分布由產(chǎn)生譜帶的躍遷能級間的能量差所決定，反映分子內(nèi)部能級分布，是物質(zhì)定性的依據(jù)。吸收譜帶的強(qiáng)度與分子偶極矩變化、躍遷幾率有關(guān)，也提供分子結(jié)構(gòu)的信息。通常將在最大吸收波長處測得的摩爾吸光系數(shù)εmax也作為定性的依據(jù)。不同物質(zhì)的λmax有時可能相同，但εmax不一定相同。吸收譜帶的強(qiáng)度與該物質(zhì)分子吸收的光子數(shù)成正比，是定量分析的依據(jù)。23三、

吸收定律朗伯-比耳定律吸光系數(shù)吸光度的加和性影響吸收定律的主要因素241.朗伯-比耳定律（1）透射比τ和吸光度A—演示吸收池當(dāng)一束平行的單色光通過均勻而透明的溶液時，一部分光被溶液所吸收，因此透過溶液的光通量就要減少。設(shè)入射光通量為Φ0，通過溶液后透射光通量為Φtr，則比值Φtr/Φ0表示溶液對光的透射程度稱為透射比，符號為τ，其值可以用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示：τ=Φtr/Φ0。也稱透光度（透光率）T。25吸光度透射比倒數(shù)的對數(shù)表示溶液對光的吸收程度，稱為吸光度，用A表示。A=lgΦ0/Φtr=-lgτ當(dāng)入射光全部透過溶液時Φtr＝Φ0，τ=1（或100%），即A=0；當(dāng)入射光全部被溶液吸收時，Φtr=0，τ=0，即A→∞。均無量綱。26（2）朗伯-比耳定律紫外、可見、紅外吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量依據(jù)。朗伯（Lambert）于1760年，布格（Bouguer）于1729年闡明了A∝b的關(guān)系；比耳（Beer）于1852年提出了A∝c的關(guān)系。二者的結(jié)合為朗伯-比耳定律：當(dāng)一束平行單色光垂直入射通過均勻、透明的單一吸光物質(zhì)的稀溶液時，溶液的吸光度與溶液濃度及液層厚度的乘積成正比。27A=-lgτ=kbcA：吸光度；B：液層厚度（光程長度，吸收池內(nèi)溶液的長度

），cm；c：溶液的濃度，mol·L－１；K：吸光系數(shù)。應(yīng)用條件：必須使用單色光；吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)；吸收物質(zhì)互相不發(fā)生作用。282.吸光系數(shù)Kk：物理意義是單位濃度的溶液，當(dāng)液層厚度為1cm時，在一定波長下測得的吸光度。物質(zhì)性質(zhì)、T、λ、溶劑等條件一定時，k不隨c、b而變，僅與物質(zhì)本性有關(guān)，即特征常數(shù)，可作定性參數(shù)。但k隨溶液濃度所采用的單位不同而異，常用的有摩爾吸光系數(shù)和質(zhì)量吸光系數(shù)。（1）摩爾吸光系數(shù)ε：等于c為1mol·L－1、b為1cm的吸光物質(zhì)對特定波長光的吸光度，其單位為L·mol－1·cm－1。A=εbc。摩爾吸光系數(shù)是吸光物質(zhì)的重要參數(shù)之一，它表示物質(zhì)對某一特定波長光的吸收能力。ε愈大，表示該物質(zhì)對某波長光的吸收能力愈強(qiáng)，測定的靈敏度也就愈高。因此，測定時，為了提高分析的靈敏度，通常選擇摩爾吸光系數(shù)大的有色化合物進(jìn)行測定，選擇具有最大ε的波長作入射光。同一物質(zhì)在各不同λ下的ε不同。λmax處的ε記為εmax，表明了該物質(zhì)最大的吸光能力，即該方法的最大靈敏度。ε＞105：超高靈敏；ε=（6～10）×104：高靈敏；ε＜2×104：中等靈敏；ε＜1×104：靈敏度較低。29（2）質(zhì)量吸光系數(shù)aa：若溶液濃度以質(zhì)量濃度（即每升溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)，單位g·L－１）表示，液層厚度以厘米（cm）來表示，相應(yīng)的吸光系數(shù)則為質(zhì)量吸光系數(shù)，其單位為L·g－１·cm－１。質(zhì)量吸光系數(shù)適用于摩爾質(zhì)量未知的化合物。a與ε的關(guān)系為：a=ε/M（M為摩爾質(zhì)量）A=abρ303.吸光度的加和性若多組分的吸收體系，吸光物質(zhì)之間不相互作用，且服從比耳定律，這時體系的總吸光度等于各組分吸光度之和，即吸光度具有加和性，由此可得：在一定波長下，A總

=ΣAn?？赏瑫r定量測定多個組分（還可校正干擾）。314.影響吸收定律的主要因素當(dāng)入射光波長及光程一定時，吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c呈線性關(guān)系。以某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度c為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)，繪出A~c曲線，所得直線稱標(biāo)準(zhǔn)曲線（也稱工作曲線），如圖3-6。但實際工作中，尤其當(dāng)溶液濃度較高時，標(biāo)準(zhǔn)曲線往往偏離直線，發(fā)生彎曲，這種現(xiàn)象稱為對朗伯-比耳定律的偏離。偏離原因：物理性因素，即儀器的非理想性；化學(xué)性因素。介質(zhì)不均勻。32（1）物理性因素朗伯-比耳定律的條件是：平行單色光，均一、非散射的溶液。引起對朗伯-比耳定律偏離的物理性因素有：①單色光不純難獲得真正的單色光，即使是現(xiàn)代高精度分光光度計也只能獲得近乎單色的狹窄光帶，它仍然是具有一定波長范圍的復(fù)合光。因物質(zhì)對不同波長光的吸收程度不同，因此測出的總吸光度與濃度不成正比，數(shù)值偏小，產(chǎn)生負(fù)誤差。②非平行入射光造成光的損失，使吸光度降低。③雜散光雜散光是指從單色器分出的光不在入射光譜帶寬度范圍內(nèi)，與所選波長相距較遠(yuǎn)。雜散光來源：儀器本身缺陷；光學(xué)元件污染造成。33非單色光作為入射光引起的偏離假設(shè):入射光是包含兩個波長1和2的復(fù)合光，λ1和λ2的兩單色光分別單獨(dú)通過濃度為c的溶液時：Ａ1=lg(Ｉo1/Ｉt1)=ε1bc

Ａ2=lg(Ｉo2/Ｉt2)=ε2bc故：It1

＝Io110－ε1bc

；It2

＝Ｉo210－ε2bc。34當(dāng)λ1+λ2的復(fù)合光通過濃度為c的溶液時，總的吸光度為：若：ε1=ε2=ε，則：A總=εbc。即入射光為單色光時，吸光度A與濃度c成線性關(guān)系。

若：ε1

≠ε2

，則A與c不成線性關(guān)系，1和2差別越大，偏離線性關(guān)系越嚴(yán)重。A總隨c值增大而偏離εbc，則標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線向c軸或A軸彎曲。若ε1≈ε2：可近似認(rèn)為是單色光。在低濃度范圍，不發(fā)生偏離。高濃度范圍，即使｜Δε｜很小，A總≠εbc，且隨著c值增大，A總與εbc的差異愈大，A~c曲線上部彎曲愈嚴(yán)重。35復(fù)合光對朗伯-比爾定律的影響為克服非單色光引起的偏離，應(yīng)選較好的單色器。并將λ選在待測物的λmax處。這樣不僅是因為在max處能獲得最大靈敏度，還因為在max附近的一段范圍內(nèi)吸收曲線較平坦，即在max附近各波長光的摩爾吸光系數(shù)

大體相等。圖3-7（a）為吸收曲線與選用譜帶之間的關(guān)系，圖3-7（b）為不同譜帶對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。若選用吸光度隨波長變化不大的譜帶a的復(fù)合光作入射光，則吸光度的變化較小，即

的變化較小，引起的偏離也較小，A與c基本成直線關(guān)系。若選用譜帶b的復(fù)合光測量，則

的變化較大，A隨波長的變化較明顯，因此出現(xiàn)較大偏離，A與c不成直線關(guān)系。36（2）化學(xué)性因素化學(xué)因素主要包括吸光質(zhì)點(diǎn)（分子或離子）間的相互作用和化學(xué)平衡。按照L-B定律的假定，所有的吸光質(zhì)點(diǎn)之間不發(fā)生相互作用。但實驗證明只有在稀溶液（c

102mol·L1）時才符合假設(shè)條件。當(dāng)溶液濃度較大時，吸光質(zhì)點(diǎn)間可能發(fā)生締合等作用，直接影響對光的吸收。例如圖中A-c曲線上部（高濃度區(qū)域）偏離直線，就是因為高濃度引起L-B定律的偏離而引起的。因此，朗伯-比耳定律只適用于稀溶液。在實際測定中應(yīng)注意選擇適當(dāng)?shù)臐舛确秶?，使吸光度讀數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍內(nèi)。另外，溶液中存在著解離、締合、互變異構(gòu)、配合物的形成等化學(xué)平衡，可導(dǎo)致吸光質(zhì)點(diǎn)的濃度和吸光性質(zhì)發(fā)生變化而產(chǎn)生對L-B定律的偏離——溶液條件的變化。378.3紫外-可見分光光度計儀器的基本組成部件紫外-可見分光光度計的類型及特點(diǎn)常用紫外-可見分光光度計的使用分光光度計的檢驗與維護(hù)保養(yǎng)實訓(xùn)——可見、紫外分光光度計介紹，使用方法，波長校正。38一、儀器的基本組成部件分光光度計是紫外、可見光區(qū)內(nèi)測定溶液A的儀器。其基本組成如下注意各組成部件的作用、種類、材質(zhì)、要求和使用注意事項。光源單色器吸收池檢測器顯示器39分光光度計的工作原理接通電源后，鎢絲燈點(diǎn)亮發(fā)射光波；此光波經(jīng)玻璃棱鏡的色散作用被分解成不同波長的光；這些不同波長的光經(jīng)狹縫后，就成為近似的單色光（單色光的波長是通過棱鏡的旋轉(zhuǎn)角度來加以控制和選擇的）；此單色光經(jīng)吸收池的吸收后，到達(dá)接受器“光電管”；光電管將接受到的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯墓怆娏?；此光電流再?jīng)微電流放大器放大后，可直接在微安表上指示出吸光度（A）和透射比（T）。401.光源作用和要求：在整個紫外或可見光區(qū)可以發(fā)射輻射強(qiáng)度大、穩(wěn)定性好的連續(xù)光譜，使用壽命長。需穩(wěn)壓電源來保證發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定。分類：可見光區(qū)：鎢燈（鹵鎢燈是在鎢絲中加入適量的鹵化物或鹵素，燈泡用石英制成，如左圖。發(fā)光更強(qiáng)，耐用），發(fā)射320～2500nm的連續(xù)光譜。紫外區(qū)：氫、氘燈（D2）等氣體放電光源

，發(fā)射185～400nm的連續(xù)光譜。氘燈的光譜分布與氫燈相同，但光強(qiáng)比同功率氫燈要大3～5倍，壽命比氫燈長，如右圖。近年來，具有高強(qiáng)度和高單色性的激光已被開發(fā)用作紫外光源。已商品化的激光光源有氬離子激光器和可調(diào)諧染料激光器。

412.單色器作用：將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學(xué)系統(tǒng)——“心臟”構(gòu)成：（1）入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器。狹縫和透鏡系統(tǒng)主要是用來控制光的方向，調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度和“取出”所需要的單色光，狹縫對單色器的分辨率起重要作用，它對單色光的純度在一定范圍內(nèi)起著調(diào)節(jié)作用。

（2）準(zhǔn)光裝置：透鏡或反射鏡使入射光成為平行光束；（3）色散（分光）元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡（玻璃或石英，玻璃棱鏡只適用于可見光區(qū)，而石英棱鏡可用于紫外-可見的整個光譜區(qū)。

）或光柵（平面或凹面，分辨率達(dá)到±0.2nm，比棱鏡高；工作波長范圍優(yōu)于棱鏡?，F(xiàn)代儀器多用）；（4）聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得的單色光聚焦至出射狹縫；（5）出射狹縫。使用注意：光學(xué)部件、內(nèi)外壁反射或塵埃散射等產(chǎn)生的雜散光影響A測量。不能隨意拆開！42單色器結(jié)構(gòu)原理示意圖入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2圖.單色器結(jié)構(gòu)原理示意圖43分光光度計光路圖443.吸收池（比色皿）（1）作用：盛放待測樣品溶液，決定b。（2）結(jié)構(gòu)：一般為長方體（也有圓鼓形或其他形狀），其底及二側(cè)為毛玻璃，另兩面為光學(xué)透光面。

（3）分類：石英池和玻璃池兩種。紫外區(qū)須用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。（4）規(guī)格與成套性：以光程為標(biāo)志的。

0.5~5.0cm×4支，手動多聯(lián)池，自動多聯(lián)池。選用時應(yīng)根據(jù)被測溶液顏色深淺來定，盡量把測得的吸光度A調(diào)整在0.2~0.8之間。同一實驗使用同一規(guī)格同一套吸收池。由于一般商品吸收池的光程精度往往不是很高，與其標(biāo)示值有微小誤差，即使是同一個廠出品的同規(guī)格的吸收池也不一定完全能夠互換使用。所以，儀器出廠前，吸收池都經(jīng)過檢驗配套，在使用時不應(yīng)混淆其配套關(guān)系。實際定量分析工作中，尤其是在紫外光區(qū)測定時，為了消除誤差，在測量前還必須對吸收池進(jìn)行配套和校正工作，以便消除吸收池誤差，提高測量準(zhǔn)確度。45（5）吸收池的使用、維護(hù)與保養(yǎng)注意保護(hù)其兩個光學(xué)面拿取比色皿時，只能用手指接觸兩側(cè)毛玻璃，絕不能接觸光學(xué)面。不得將光學(xué)面與硬物或臟物接觸，只能用擦鏡紙或絲綢擦拭光學(xué)面。凡含有腐蝕玻璃的物質(zhì)（F－、SnCl2、H3PO4等）的溶液，不得長期盛放在吸收池中。吸收池使用后應(yīng)立即用水沖洗干凈。有色物污染可以用3mol·L-1HCl和等體積乙醇的混合液浸泡洗滌。生物樣品、膠體或其它在吸收池光學(xué)面上形成薄膜的物質(zhì)要用適當(dāng)?shù)娜軇┫礈?。若樣品溶液有易揮發(fā)的有機(jī)溶劑酸或堿時，應(yīng)加蓋防止揮發(fā)。吸收池不可在火焰或電爐上加熱烘烤。石英比色皿464.檢測器（接受器）（1）作用與要求：利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，其輸出電信號大小與透過光的強(qiáng)度成正比。光電轉(zhuǎn)換有恒定的函數(shù)關(guān)系，靈敏度高，響應(yīng)快，穩(wěn)定，噪聲低，易于檢測放大。（2）分類：光電池：如圖三層組成，中層為半導(dǎo)體材料（Se250~750nm、Si）；內(nèi)阻小，直接測量，但不適于微弱光測量。易“疲勞”，連續(xù)使用≤2h。47光電管真空二極管（如圖），是將一個涂有光電發(fā)射材料的半圓柱形陰極和一個絲狀陽極封裝在真空管中制成的燈管。光陰極涂有銻-銫氧化物的光電管，稱紫敏光電管，適用于接受185～600nm的光。光陰極涂有銀-氧化銫的光電管，稱紅敏光電管，適用于接受600～1000nm的光。光電管所產(chǎn)生的光電流只有光電池的1/4，然而它的內(nèi)阻大，光電流容易放大，因此它的光電流比光電池的大。靈敏度高，波長寬，不易疲勞，應(yīng)用廣。光電倍增管：檢測弱光；10－8~10－9s脈沖光，響應(yīng)快；靈敏度很高，比一般光電管高200倍。石英窗入射光束陽極陰極i90V放大器記錄器e圖.光電管工作電路示意圖R圖.光電管和光電倍增管485.信號顯示器（系統(tǒng)）（1）作用：顯示、記錄、計算輸出的電信號。（2）分類：微安表或檢流計（A/T）；數(shù)字顯示（減少讀數(shù)誤差）；微機(jī)進(jìn)行儀器自動控制和結(jié)果處理（中高檔），能自動繪制工作曲線、自動計算分析結(jié)果并打印報告，實現(xiàn)分析自動化。

。49二、紫外-可見分光光度計的

類型及特點(diǎn)1.按使用波長范圍分為兩類：可見分光光度計（400~750nm，只測有色物）紫外-可見分光光度計（200~1000nm，近紫外、可見、近紅外吸收）。2.按光路及波長數(shù)分為三類：（1）單光束單波長分光光度計（可見721、722、7230；紫外752，7504）工作原理見圖。經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪流通過參比溶液和樣品溶液，以進(jìn)行吸光度的測定。簡單、價廉、適于定量分析；光源強(qiáng)度的波動影響較大，誤差大。適于固定波長下測量A或T，多不能作光譜掃描，光源和檢測器的穩(wěn)定性要高。50（2）雙光束單波長分光光度計

（710、760CRT）工作原理見圖；經(jīng)單色器分光后經(jīng)扇形鏡（切光器）分解為強(qiáng)度相等的兩束光，一束通過參比池，另一束通過樣品池，分光光度計能自動比較兩束光的強(qiáng)度，此比值即為試樣的透射比，經(jīng)對數(shù)變換將它轉(zhuǎn)換成吸光度并作為波長的函數(shù)記錄下來。

自動測繪吸收光譜曲線，消除光源強(qiáng)度變化和檢測器靈敏度變化等引起的誤差，精確。特別適合于結(jié)構(gòu)分析。儀器復(fù)雜，價格較高。51（3）雙光束雙波長分光光度計（WFZ800、UV-300，365）工作原理見圖2-12。是一種新型的分光光度計，能把同一光源發(fā)出的光通過一個特別的單色器，把光調(diào)成兩束不同波長的光，經(jīng)過切光器，使其交替通過同一樣品池，再至接受器，通過電子系統(tǒng)可以測出樣品與參比的吸光值，從而計算出被測組分的濃度。雙單色器分出二波長，得信號差。選合適的波長對λ2～λ1，使Abλ2

Abλ1ΔA=Aλ2-Aλ1=(ελ2bc+Abλ2)-(ελ1bc+Abλ1)=(ελ2-ελ1)bc準(zhǔn)確度高，適于混合物和渾濁樣品的定量分析。無需參比池，消除背景吸收、組成不同及b誤差（消除人工配制的空白溶液與本底之間的差別而引起的誤差）?！?1～2nm。兩波長同時掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。但價昂。52雙波長分光光度計結(jié)構(gòu)原理53單光束、雙光束和雙波長型儀器結(jié)構(gòu)簡圖54三、常用紫外-可見分光光度計的使用認(rèn)識儀器和理解工作原理→正確使用、檢驗和維護(hù)分光光度計→測量數(shù)據(jù)正常、可靠！商品型號多，但基本操作類似，應(yīng)按儀器所附說明書使用、維護(hù)和保養(yǎng)。重點(diǎn)學(xué)習(xí)典型儀器的結(jié)構(gòu)原理和使用方法——1.722型可見分光光度計2.7230型可見分光光度計3.UV-7504型紫外-可見分光光度計551．722型可見分光光度計（1）光學(xué)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和工作原理——圖722型分光光度計是目前國內(nèi)應(yīng)用較多的一種簡易型分光光度計，屬于單波長單光束類型，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、操作方便，工作波長范圍是360-800nm。722型分光光度計的結(jié)構(gòu)原理是：鹵鎢燈→光柵→玻璃吸收池→光電管→數(shù)字顯示器。1—光源2—聚光透鏡3—色散光柵4—準(zhǔn)直鏡5、12—保護(hù)玻璃6—狹縫7—反射鏡8—光柵9—聚光透鏡10—吸收池11—光門13—光電管圖722型分光光度計的構(gòu)造56（2）722型分光光度計的面板控制鈕及其作用波長調(diào)節(jié)器（λ）——選擇所選波長調(diào)0%T電位器（0）——開啟吸收池暗箱蓋，調(diào)T=0調(diào)100%T電位器（100）——關(guān)閉吸收池暗箱蓋，將空白溶液置于光路時，調(diào)T=100%吸收池拉桿——將吸收池依次送入光路靈敏度選擇鈕（有的無）——調(diào)節(jié)T的放大倍數(shù)，盡量用低檔電源開關(guān)、顯示電表吸收池暗箱蓋——控制光電管前的光路閘門，只有在調(diào)100%T和測量時才關(guān)閉暗箱蓋57（3）722型分光光度計的使用方法①接通電源，打開電源開關(guān)（指示燈亮），開啟吸收池暗箱蓋，預(yù)熱20min。②調(diào)節(jié)波長旋鈕，選定所需單色光波長。③調(diào)節(jié)靈敏度旋鈕，選擇適宜的靈敏度檔（共分五檔），按0%T旋鈕使數(shù)字表恰好指在T=0（A=∞）位置。④將空白溶液和被測溶液裝入吸收池（2/3高度），依次放入吸收池架中（位置正確和一致），蓋上吸收池暗箱蓋，按100%T旋鈕，使數(shù)字表指在100%T（A=0）位置。若數(shù)字顯示達(dá)不到可增大靈敏度檔次。⑤按上述步驟反復(fù)調(diào)節(jié)0%T和100%T直至穩(wěn)定不變。⑥拉動拉桿將待測溶液依次推入光路，由數(shù)字表讀出吸光度A或透射比T。⑦測量完畢后，關(guān)閉儀器電源開關(guān)，取下電源插頭，取出吸收池洗凈，晾干后入盒保存，蓋好吸收池暗箱蓋?！伴_門調(diào)零，關(guān)門調(diào)百”582．7230型可見分光光度計與722型類似。結(jié)構(gòu)原理：鹵鎢燈→光柵→吸收池→光電管→數(shù)字顯示器

593．UV-7504型紫外-可見分光光度計紫外分光光度計的結(jié)構(gòu)與一般的可見分光光度計幾乎完全相同，也由五個部分組成

。7504型紫外可見分光光度計具有鹵鎢燈（30W）和氘燈（2.5A）兩種光源，分別適用于360~850nm和200~360nm波段。它采用平面光柵作色散元件，GD33光電管作接受器。其測量顯示系統(tǒng)裝配了8031單片機(jī)，接受器輸出的電信號經(jīng)前置放大器放大和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送住單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過鍵盤輸入命令，儀器便能自動調(diào)0T和調(diào)100%T，能輸入標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度數(shù)據(jù)，建立高準(zhǔn)確度的濃度計算方程。在顯示屏上能顯示出透射比T%、吸光度A及濃度c的數(shù)據(jù)，并可以由打印機(jī)打印出實際數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。7504型紫外-可見分光光度計的使用——練習(xí)——實訓(xùn)604.3.4分光光度計的檢驗與維護(hù)保養(yǎng)1.分光光度計的檢驗?zāi)康模罕ＷC測試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。檢定規(guī)程規(guī)定的檢定周期——半年。檢驗方法按儀器說明書進(jìn)行。檢驗內(nèi)容：波長準(zhǔn)確度、透射比正確度、穩(wěn)定度和吸收池配套性的檢驗。61（1）波長準(zhǔn)確度的檢驗原因：分光光度計在使用過程中，由于機(jī)械振動，溫度變化、燈絲變形、燈座松動或更換燈泡等原因，經(jīng)常會引起刻度盤上的波長讀數(shù)與實際通過溶液的波長不符合的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致儀器靈敏度降低，影響測定結(jié)果的精度，需要經(jīng)常校正。方法一：在可見光區(qū)校正波長最簡便的方法是采用鐠釹濾光片，測出528.7nm和807.7nm處的2個吸收峰的最大吸收波長（圖2-17）。如果測出的最大吸收波長與儀器標(biāo)示值相差3nm以上，則需要細(xì)微調(diào)節(jié)波長刻度校正螺釘（不同型號的儀器波長讀數(shù)的校正方法有所不同，應(yīng)按儀器說明書進(jìn)行波長調(diào)節(jié)）。如果大于±10nm，則需要重新調(diào)整鎢燈泡位置，或檢修單色器的光學(xué)系統(tǒng)（應(yīng)請計量部門或送生產(chǎn)廠檢修，不可自己打開單色器）。以空氣作參比，以鐠釹濾光片進(jìn)行波長校正的具體操作如下：①調(diào)節(jié)好儀器后，在500～540nm波長范圍內(nèi)，每隔2nm測一次吸光度值，找出吸光度最大時對應(yīng)的波長示值（λ測）。②當(dāng)|λ測-529|>3nm時，應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)波長調(diào)節(jié)螺絲，再按①的方法測定，重復(fù)以上兩步操作，直至λ=529nm對應(yīng)的吸光值最大。

62波長準(zhǔn)確度的檢驗方法二：在紫外光區(qū)校正波長比較實用的方法是采用苯蒸汽的吸收光譜檢查校正波長讀數(shù)，苯蒸汽在紫外區(qū)有特征吸收峰（圖2-18）。只要在吸收池內(nèi)滴一滴液