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1 背景
1852年,比爾(Beer)參考了布給爾(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發(fā)表的文章,提出了分光光度的基本定律,即液層厚度相等時,顏色的強度與呈色溶液的濃度成比例,從而奠定了分光光度法的理論基礎,這就是的比爾朗伯定律。
1854年,杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人將朗伯比爾定律應用于定量分析化學領(lǐng)域,并且設計了臺比色計。
1918年,美國國家標準局制成了臺紫外可見分光光度計。此后,紫外可見分光光度計經(jīng)不斷改進,又出現(xiàn)自動記錄、自動打印、數(shù)字顯示、微機控制等各種類型的儀器,使分光光度法的靈敏度和準確度也不斷提高,應用范圍不斷擴大。
紫外-可見分光光度計是基于紫外可見分光光度法原理,利用物質(zhì)分子對紫外可見光譜區(qū)的輻射吸收來進行分析的一種分析儀器。主要由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號處理器等部件組成。光源的功能是提供足夠強度的、穩(wěn)定的連續(xù)光譜。紫外光區(qū)通常用氫燈或氘燈.見光區(qū)通常用鎢燈或鹵鎢燈。單色器的功能是將光源發(fā)出的復合光分解并從中分出所需波長的單色光。色散元件有棱鏡和光柵兩種??梢姽鈪^(qū)的測量用玻璃吸收池,紫外光區(qū)的測量須用石英吸收池。檢測器的功能是通過光電轉(zhuǎn)換元件檢測透過光的強度,將光信號轉(zhuǎn)變成電信號。常用的光電轉(zhuǎn)換元件有光電管、光電倍增管及光二極管陣列檢測器。分光光度計的分類方法有多種:按光路系統(tǒng)可分為單光束和雙光束分光光度計;按測量方式可分為單波長和雙波長分光光度計;按繪制光譜圖的檢測方式分為分光掃描檢測與二極管陣列全譜檢測。
2 測量原理
2.1 朗伯定律(1760年)
如果一束平行單色光照射在均勻介質(zhì)時,當吸光物質(zhì)的濃度一定時,則均勻介質(zhì)對光的吸收度A與均勻介質(zhì)厚度b成正比。
A=lg(I0/It)=k1b
式中I0—入射光強度,It—透射光強度,k1—比例常數(shù),它與介質(zhì)物質(zhì)、厚度、溫度以及入射光波長等因素有關(guān),b—溶液厚度。
2.2 比爾定律(1852年)
如果一束平行單色光照射在均勻介質(zhì)時,當均勻介質(zhì)厚度一定時,則均勻介質(zhì)對光的吸收度A與介質(zhì)中吸光物質(zhì)的濃度c成正比。
A=lg(I0/It)=k2c
式中,k2—比例常數(shù),它與介質(zhì)物質(zhì)、厚度、溫度以及入射光波長等因素有關(guān),c—試樣濃度。
2.3 朗伯—比爾定律
當入射光強度一定時,介質(zhì)的吸光度A與介質(zhì)中吸光物質(zhì)的濃度c和介質(zhì)厚度b的乘積成正比。
A=lg(I0/It)=kbc
2.4 透光率T
透過率T:透射光強度It與入射光強度I0之比。
T=It/I0
T取值范圍為0.0%~100.0%,全部吸收T=0.0%,全部投射T=100.0%。
2.5 吸光度A
吸光度A:透過率T的倒數(shù)的對數(shù)值。
A=lg(I0/It)=lg(1/T)=kbc
溶液的T越大,說明對光的吸收越小,濃度低;T越小,說明對光的吸收越大,濃度高。
2.6 吸光系數(shù)k
(1)當c的單位用g/L表示時,用a表示,
A=lg(I0/It)=abc
式中a—質(zhì)量吸光系數(shù),L·(g·cm)-1。
(2)當c的單位用mol/L表示時,用ε表示
A=lg(I0/It)==εbc
式中ε—摩爾吸光系數(shù),L·(mol·cm)-1。