紫外分光光度法是根据物质的吸收光谱,来研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外分光光度计可以在紫外可见光区任意选择不同波长的光。物质的吸收光谱就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量,相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。
由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量。
紫外分光光度计用途
1、检定物质
根据吸收光谱图上的一些特征吸收,特别是最大吸收波长λ-max和摩尔吸收系数ε是检定物质的常用物理参数。这在药物分析上就有着很广泛的应用。在国内外的药典中,已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中,为药物分析提供了很好的手段。
2、与标准物及标准图谱对照
将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中,在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质,则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样,也可以和现成的标 准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确,精密度高,且测定条件要相同。
3、比较最大吸收波长吸收系数的一致性
4、纯度检验
5、推测化合物的分子结构
6、氢键强度的测定
实验证明,不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同,这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度,以确定选择哪一种溶剂。
7、络合物组成及稳定常数的测定:
8、反应动力学研究
9、在有机分析中的应用
有机分析是一门研究有机化合物的分离、鉴别及组成结构测定的科学,它是在有机化学和分析化学的基础上发展起来的综合性学科。
紫外分光光度计应用范围包括市政和工业废水,饮用水,加工过程用水,地表水,冷却水和锅炉补给水等。
是实验室普及率最高的一种光谱仪器了,由于灵敏度高、选择性好、准确度高、适用浓度范围广,重要是分析成本低、操作简便、快速得到广泛的应用,长期在分析领域扮演很重要的角色。但是常常会听某些同学为啥时候更换光源而烦恼,每次数据有差别,都觉得是光源惹得祸。
紫外分光光度计信号部分:
(1)紫外分光光度计样品信号重现性不良;
原因:排除仪器本身的原因外,最大的可能是样品溶液不均匀所致;在简易的单光束仪器中,样品池架一般为推拉式的,有时重复推拉不在同一个位置上;
检查:更换一种稳定的试样判定;
解决办法:采取正确的试样配置手段;修理推拉式样品架的定位碰珠;
(2)紫外分光光度计做基线扫描或样品扫描时,基线或信号有一个大的负脉冲;
原因:扫描速度设置得过快,信号在读取时,误将滤光片或光源镜的切换当做信号读取了;
检查:改变扫描速度;
(3)紫外分光光度计做基线扫描或样品扫描时,基线或信号有一个长时间段的负值或满屏大噪声;
原因:滤光片饲服电机“失步”,造成档位错位,国产电机尤甚;
检查:重新开机有可能回复,或打开单色器对照波长与滤光片的相对位置来检查(注意:打开单色器时要保护检测器不被强光刺激);
解决办法:更换饲服电机;
(4)紫外分光光度计样品出峰位置不对;
原因:波长传动机构产生位移;
检查:通过氘灯的656.1nm的特征谱线来判断波长是否准确;
解决办法:对于高档仪器而言处理手段相对简单,使用仪器固有的自动校正功能即可;而对于相对简单的仪器,这种调整则需要专业人员来进行了;
(5)紫外分光光度计信号的分辨率不够,具体表现是:本应叠加在某一大峰上的小峰无法观察到;
原因:狭缝设置过窄而扫描速度过快,造成检测器响应速度跟不上,从而失去应测到的信号;按常理,一定的狭缝宽度要对应一定范围的扫描速度;或者狭缝设置得过宽,使仪器的分辨率下降,将小峰融合在大峰里了。
检查:放慢扫描速度看一看或将狭缝设窄;
解决办法:将扫描速度、狭缝宽窄、时间常数三者拟合成一个优化的条件;
(6)当紫外分光光度计波长固定在某个波长下时,吸光值信号上下摆动,特别是测量模式转换为按键开关式的简易仪器;
原因:开关触点因长期氧化所致造成接触不良;
检查:用手加重力量按琴键时,吸光值随之变化;
解决办法:用金属活化剂清洗按键触点即可;
紫外可见分光光度计是由光源、单色器、吸收池、检测器和信号处理器等部件组成。光源的功能是提供足够强度的、稳定的连续光谱。紫外光区通常用氢灯或氘灯。见光区通常用钨灯或卤钨灯。单色器的功能是将光源发出的复合光分解并从中分出所需波长的单色光。
色散元件有棱镜和光栅两种。可见光区的测量用玻璃吸收池,紫外光区的测量须用石英吸收池。检测器的功能是通过光电转换元件检测透过光的强度,将光信号转变成电信号。常用的光电转换元件有光电管、光电倍增管及光二极管阵列检测器。
问题处理:
1.仪器电源接通后,光源不亮。
原因:
①光源灯泡已损坏。
②保险管烧坏。
处理方法:
①更换氘灯或钨灯。
②更换保险管。
2.紫外可见分光光度计噪音较大。
原因:
光源灯泡使用时间超过寿命期。
处理方法:
更换光源灯泡。
3.自检时提示波长自检出错。
原因:
自检过程中可能打开过仪器样品室的盖子。
处理方法:
关上仪器样品室盖子,重新自检。
4.仪器自检时提示通讯错误。
原因:
仪器与电脑之间的数据线没有连接好。
处理方法:
连接好数据线,重新打开仪器和软件,重新自检。
5.仪器零点飘忽不定,主要反映在简易仪器上。
原因:
在简易仪器中,零点往往是通过电位器来调整,这种电位器一般是炭膜电阻制作的,使用久了往往造成接触不良。
处理方法:
更换电位器。
6.在使用过程中,出现数字显示不能归零,同时伴有图线记录基线位置偏高。
原因:
①光电倍增等老化,性能降低。
②信号处理板可能发生故障。
③前置放大版出现故障,引起反馈量增大
处理方法:
①开机通电,先做记录故障曲线,再与原始记录的标准曲线对照,找出异同点,并作一下定性定能分析。然后用一只同型号规格的新光电倍增管替换机上的光电管,再开机实验,结果记录出来的图线并没有什么变化,由此证明光电倍增管没有老化变质。
②进一步检查信号处理板,未发现信号处理板各元器件损坏,对影响灵敏度有关的电位器检测,结果测得数据正常,这说明信号处理板没有故障。
7.测试过程中提示能量太低。
原因:
①光源灯泡使用时间超过寿命期。
②样池中有不透光的东西挡住了光。
处理方法:
①更换光源灯。
②拿走挡光的物品。
8.吸光值结果出现负值(常见)。
原因:
没做空白记忆、样品的吸光值小于空白参比液。
处理方法:
做空白记忆、调换参比液或用参比液配置样品溶液。
9.当仪器波长固定在某个波长下时,吸光值信号上下摆动,特别是测量模式转换为按键开关式的简易仪器。
原因:
开关触点因长期氧化所致造成接触不良。
处理方法:
用金属活化剂清洗按键触点即可。
10.样品信号重现性不良
原因:
排除仪器本身的原因外,最大的可能是样品溶液不均匀所致,在简易的单光束仪器中,样品池架一般为推拉式的,有时重复推拉不在同一个位置上。
处理方法:
①采取正确的试样配置手段。
②修理推拉式样品架的定位碰珠。
分光光度计的分类方法有多种:按光路系统可分为单光束和双光束分光光度计;按测量方式可分为单波长和双波长分光光度计;按绘制光谱图的检测方式分为分光扫描检测与二极管阵列全谱检测。
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