紫外分光光度计分析

第二节紫外-可见分光光度计主讲：陈小蒙1仪器的基本组件五大部件：光源单色器样品装置检测器信号显示器光源1可见光光源钨丝灯：最常用的可见光光源，发射波长：325nm～2500nm；使用范围：320nm～1000nm。卤钨灯：在钨丝中加入适量的卤化物或卤素。具有较长的寿命和高的发光效率。2紫外光光源：多为气体放电光源：氢灯、氘灯。氘灯光强比同功率的氢灯要大3-5倍，寿命比氢灯长，在紫外光区广泛使用。单色器定义：将光源发出的光分离成所需要的单色光的器件称为单色器。它是分光光度计的心脏部分。构成：由狭缝、准直装置、色散元件、透镜等构成。狭缝可分为：入射狭缝和出射狭缝对单色器的分辨率起重要作用，它对单色光的纯度在一定范围内起着调节作用。准直和汇聚系统准直装置：把入射光束转化为平行光束。汇聚装置：把色散后的光束按波长不同进行汇聚。色散元件是单色器的关键部分。作用：使不同波长的光以不同的角度传播，从而使复合光分解为单色光，按一定的波长顺序排列。单色器分类准直和汇聚装置色散元件原理棱镜单色器透镜棱镜折射光栅单色器反射镜光栅干涉衍射杂散光：无论何种单色器，出射光光束常混有少量与仪器指示波长不同的光。由仪器器件反射或尘埃散射形成，会影响吸光度的准确测量。样品装置是光与试样相互作用的场所。包括样品室、池架、吸收池等。吸收池:又叫比色皿，一般为长方体，用于盛放待测液和决定液层厚度的器件。池底和两侧为毛玻璃，另两面为光学透光面。吸收池按材质一般分为：玻璃：用于可见光，波长范围：400nm～2000nm。石英：可用于紫外光、可见光和红外光，波长范围：180nm～3000nm。一般配有盖子，价格较贵。按规格一般分为：0.5cm1.0cm2.0cm3.0cm5.0cm使用时注意：ⅰ使用前后彻底清洗，尤其对于有附着的液体需用合适的溶剂洗涤。ⅱ严禁用手触摸透光面，用镜头纸或绸布擦拭透光面。ⅲ严禁加热烘烤。ⅳ样品用量以吸收池的4/5为宜，使用挥发性溶剂时加盖。ⅴ凡含腐蚀玻璃物质的溶剂，不得长时间盛放在吸收池中。(F-、H3PO4)检测器又称为接收器，作用是对透过吸收池的光做出响应，并把它转变成电信号输出，其输出的电信号大小与透过光的强度有对应的函数关系。检测器分类光电检测器：基于光电转换原理。分为：光电池、光电管等热电检测器：一般用于红外，红外光子能量较弱，不易引发光电子。其他检测器光电池表层：导电性能良好的可透光金属薄膜中层：具有光电效应的半导体（硒、硅等）底层：铁片或铝片，称为基体光电池优点：不需要外界电源，不需要放大装置就可直接测量电流。光电池缺点：1不适宜使用一般直流放大器，故不适合较微弱光的测量2光照时间太久会产生“疲劳”，失去响应，不宜连续使用2小时以上光电管按光敏材料不同分为：蓝敏：可用波长210nm-625nm红敏：可用波长625nm-1000nm优点：灵敏度高，光敏范围广，不易疲劳。光电管示意图光敏倍增管常用于检测弱光。优势：响应速度快，灵敏度高，比一般光电管高200倍目前紫外-可见分光光度计广泛使用光电倍增管作为检测器光电倍增管示意图信号显示器1以检流计或微安表为指示仪表。标尺分上下两部分：上半部分是透光度T下半部分是吸光度A2数字显示和自动记录型装置。直接数字显示可避免人为误读。紫外-可见分光光度计类型及特点按使用波长范围可分为1可见分光光度计：400nm-780nm2紫外-可见分光光度计：200nm-1000nm3紫外分光光度计：200nm-400nm紫外-可见分光光度计类型及特点单光束分光光度计单波长分光光度计分类双光束分光光度计双波长分光光度计单波长单光束分光光度计光源发出的光经过单色器后，轮流通过参比溶液和样品溶液进行测定。721型、754型结构简单，误差大，操作繁琐，用于定量分析。单波长双光束分光光度计特点：能连续改变波长，自动比较样品和参比溶液的透光强度，自动消除光源强度引起的误差适用：在较宽波长范围内获得复杂的吸收光谱曲线的分析双波长分光光度计特点：可测定高浓度、多组分混合试样，浑浊试样；精确度高，操作简单。缺点：价格昂贵分光光度计的检验1指示波长准确度的检验检验原因：使用过程中，由于振动、温度变化、灯座松动、更换灯泡等原因，出现仪器指示波长与实际波长出现不符。，导致检测结果不准确。检验方法：可见分光光度区：绘制镨钕滤光片的吸收光谱曲线。紫外光区：绘制苯蒸气的吸收光谱曲线。2透光度准确度的检验3杂散光的检验4分辨率的检验5基线稳定度和平直度的检验6吸收池配套性检验方法：1）以其中一个吸收池为参比测量其它各池的透光度，其结果偏差小于0.5%的吸收池为一套。2）在吸收池中装入相同的溶剂，吸光度相同即可成套，若不同可求出修正值后使用。分光光度计的使用（1）721型可见分光光度计①检查各调节钮处于起始位置，接通电源，打开样品室暗箱盖，预热20min。②选择调节至所需用波长，并调节相关波长的灵敏档。③用调“0”电位器调整电表于T=0%，安放参比溶液（第一格）和待测液，盖上样品室盖，拉动拉杆，使参比溶液在光路上时调节“100%”电位器，使电表指针在T=100%④重复打开样品盖调“0”和盖上样品盖“100%”，直至仪器稳定。⑤盖上样品盖，拉动拉杆，测量待测液并记录读数。⑥测量完毕后，取出吸收池，洗净后倒置晾干，各旋钮归位，关闭电源。（2）754型紫外-可见分光光度计①开机打开样品室暗箱盖，接通电源，仪器进入自检状态，预热20min后，仪器进入工作状态。②选择光源仪器开启后，钨灯即亮，若使用紫外区则需打开氘灯。③调节波长旋钮，选择所需用的单色波长。④按“100%”键，仪器显示T=0.0。⑤放入参比溶液和待测液后，盖上样品室盖，将参比液推入光路，按“100%”，仪器显示为100，测量待测液后打印出数据。⑥测量完毕后，取出吸收池，洗净后倒置晾干，关闭电源。5分光光度计的维护和保养（1）仪器工作环境仪器应安放在稳固的工作台上，避免周围有强磁场。室内温度：15-28℃，相对湿度：45%-65%，室内不宜有腐蚀性气体，不宜光线过强。（2）仪器保养①电压一般为220V，在电压波动较大的实验室，最好有稳压器。②光源在不用时不要开光源灯，延长光源的使用寿命。要注意及时更换光源不稳的灯泡，更换时不要直接用手接触，以免沾上油污。③单色器勿擅自拆开单色器密封盒，并经常更换单色器盒的干燥剂。④吸收池注意保护吸收池的光学表面。⑤光电器件注意光电器件的受潮积尘，避免强光照射。