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分光光度计测量误差来源浅析 光度计维修保养

时间:2020-06-01    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
  分光光度计是利用物质对光的选择性吸收进行物质的定性或定量分析的仪器,在各行各业得到了广泛应用,主要用于物质纯度检查、定量分析、物质结构鉴别等。可测量结果总会出现可接受或不可接受的误差,误差来源于测量过程的各个方面,我认为主要来源于仪器本身性能和测量条件的选择两个方面。
  
  1仪器本身性能带来的误差
  
  1.1复色光对比耳定律的偏离
  
  比耳定律成立的前提条件是人射光是单色光,但是精度再高的仪器,即使是双单色器的分光光度计,也只能获得近乎单色的光,无法获得纯单色光,它仍然含有狭窄光通带,具有复色光的性质。而复色光会导致比耳定律的正或负偏离。固定狭缝的紫外分光光度计光谱带宽一般为1nm或2nm,可调狭缝的可以做到0.Inm;可见分光光度计带宽6nm、snm,甚至十几纳米。光谱带宽应该是越小越好,但是随着光谱分辨率的提高,仪器的灵敏度降低,所以选择仪器时要综合考虑各种条件的影响。当溶液浓度较小且单色光较纯时,可近似认为符合比耳定律。
  
  1.2杂散光的影响
  
  杂散光是指进人检测器的处于待测波长光谱带宽范围外的其他波长组分,它是光谱测量中误差的主要来源。产生原因有:分光光度计的色散元件、反射镜、透镜及单色器内壁灰尘等。在分光光度计工作波段边缘波长处,由于单色器透光率、光源辐射强度、检测器灵敏度都较低,杂散光的影响更为显著。杂散光限制仪器的分析上限可引起严重的测量误差,实际工作中,在定量分析时,一般在吸收峰或其附近处测量样品吸光度,如果在分析波长处含有杂散光,这时样品的透光率较小,而杂散光大部分透过,使测量吸光度低于真实吸光度。
  
  1.3仪器噪声对测t的影响
  
  仪器噪声也是仪器的一个重要指标,它表征仪器做稀溶液的能力。是叠加在待测量的分析信号中的不需要的信号,扫描100%T和0%T线,可观察到分光光度计的噪声水平,如果仪器噪声较大,会掩盖较小的测量信号,一般用噪音的二倍来表示仪器的灵敏度。
  
  1.4波长和吸光度准确度
  
  样品的每一个值都是在一定的波长下测得的,如果波长误差很大,测出的值肯定不准。吸光度准确度也是用户对仪器的直接要求,更应引起足够的重视。国家计量检定规程规定双光束紫外可见分光光度计透射比准确度为A级士0.6%,B级土1.0%。
  
  2测量条件的选择
  
  2.1参比溶液和溶荆的选择
  
  分光光度计的测量实际上是以通过参比池的光强度作为人射光强度来测定试样的吸光度,先调节仪器使透过参比池溶液的吸光度为零,然后让同一束光通过样品,使得吸光度比较真实地反映待测物质的浓度,所以参比溶液的选择非常重要。如果仅有待测物质与显色剂的反应产物有吸收,可用纯溶剂或蒸馏水作参比溶液。如果显色剂有颜色,并在测定波长下有吸收,则用显色剂溶液作参比溶液,所加人显色剂及其它试剂的量,与试样中的加入量应一致。如果样品中其它组分本身的颜色对测定有干扰,而所用显色剂没颜色,则用不加显色剂的样品溶液作参比液。
  
  正确选择合适的溶剂,对提高分析的准确度起重要作用。为减小溶剂中杂质的影响,应选择高纯度的溶剂;溶剂应不与待测物质发生化学反应;待测物在溶剂中要有一定的溶解度;在测定的波长范围内,溶剂本身没有吸收,注意常用溶剂的zui短可用波长;当用挥发性大的溶剂时,测量过程中吸收池应加盖。
  
  2.2测试波长的选择
  
  当用分光光度计对溶液进行测定时,首先需要选择合适的测量波长。选择的依据是该被测溶液的吸收曲线。在一般情况下,我们总是选择zui大吸收波长作为测量波长,这样可以提高灵敏度。而在有些情况下zui大吸收峰很尖锐、吸收过大或附近有干扰存在,就不能选zui大吸收波长,而必须在保证有一定灵敏度的情况下,选择吸收曲线中的其它波长进行测定(曲线较平坦处对应的波长),以消除干扰。绘制吸收曲线是正确选择波长的有效手段和方法。
  
  2.3吸光度范围的选择
  
  试样在不同吸光度时,浓度的相对误差不同,一般选择A二0.2一0.8之间,浓度相对误差较小,可以通过改变吸收池厚度、检测波长或待测溶液浓度,使吸光度读数在适宜范围内。
  
  2.4狭缝宽度的选择
  
  狭缝宽度不仅影响光谱的纯度,也影响吸光度值,在定量分析时,为了得到足够的测量信号,应采用较大狭缝。在定性分析时,为了提高分辨率,应采用较小狭缝,以获得精细的光谱结构。
  
  2.5吸收池的选择和使用
  
  吸收池的规格应根据被测溶液颜色深浅来确定,一般是被测溶液颜色深时选光程短的,颜色浅时选光程长的,同一实验使用同一规格同一套吸收池。在定量测量之前需要对吸收池作校正和配对工作,吸收池不匹配时,对测量产生误差,吸收池方向不同,透光率亦有差异,使用时应注意方向。比色皿毛玻璃一面的上端有一个箭头,应与光路保持一致。另外,使用时,不要把溶液注得太满,以防在推动比色皿架时溶液溢出皿外。如透光壁外有溶液存在,要擦干再测,否则将产生误差。
  
  2.6温度的选定
  
  温度对溶液颜色的深浅和吸光度都有影响,温度升高,紫外一可见光谱吸收向短波方向移动。故在绘制标准曲线和测定样品时,应保持温度一致,通常在室温条件下进行。
  
  由于分光光度计引起的测量总误差除来自仪器自身性能、测量条件外,还来自于分析过程的各个步骤,如试样处理、分离富集等,可能由于化学操作引起待测组分的损失和杂质的引人。所以出现不可接受的测量误差时要从多方面分析。
  
  仪器的正确使用和保养也很重要,我们应该做到以下几点:坚持标准溶液现用现配,不使用过期溶液;比色皿应保持清洁、干燥,禁止用硬物碰擦透明表面;防止仪器振动,影响测量稳定性;在开机状态,不测量时,应打开样品池门,延长光电传感器寿命;样品集中测量,避免开机次数,延长光源寿命;一旦停机,则应待灯冷却后再重新启动,并预热15min左右再使用;要经常更换仪器的干燥剂,防止光学元件和光电传感器受潮生霉;仪器搬动或更换重要部件后,要重新进行性能确认,以保证测量结果的准确。
1、样品不进入仪器  
(1)温度太低,喷雾器无法正常工作。一般原子吸收分光光度计采用的是预混合型雾化燃烧器系统,它由喷雾室、雾室、燃烧器等部分组成。喷雾器的功能是将溶液转变成尽可能细而均匀的雾滴,与撞击球碰撞后进一步的细化,雾滴越细,测定的灵敏度越高。  
作为一台精密仪器,其环境温度应在10℃~30℃之间,低不得低于5℃。当温度低于5℃时,低温高速气体将使水样无法雾化,甚至凝结成小冰粒。对于上述故障,可通过提高室内温度予以解决。  
(2)毛细管堵塞。测试过程中拔插塑料吸液管,有可能因吸入空气而形成一连串的气泡阻塞抽吸溶液,遇此情形,用手指轻弹吸液管,可使气泡被吸走。如频繁发生堵塞,则应考虑改用较粗的吸管,粗管对水样的消耗比较大,且因为降低火焰的温度,使灵敏度降低,在实际测试中可根据具体情况决定。  
 
2、吸光度及能量不稳定  
遇此情况,可先关闭火焰,如果此时吸光度稳定,原因可能如下:  
(1)燃气不纯。因为钢瓶中的乙炔溶解与吸收在活性炭上的丙酮中,其大的压强为15kg•f/cm2,当压力降到5kg•f/cm2,丙酮的挥发将使火焰发红,使结果不稳定,此时应更换新瓶。如果是因燃气质量问题造成的,应考虑加强过滤。  
(2)燃气不稳。此时应检查助燃气及燃气通道是否有漏气现象,发现问题,及时解决。  
(3)周围环境干扰。当空气流动较严重或有烟雾、尘土干扰时,会使测定结果不稳定,此时应关闭门窗;对排气扇的排风量,应设计成以一张纸贴在抽风口处,能轻轻吸住为宜,太大会影响火焰的稳定性。  
(4)燃烧缝较脏。燃烧器的长缝应点燃出均匀的火焰,如果火焰的颜色呈红色锯齿状或明显的长期不规则变化,说明燃烧头堵塞,狭缝处有难溶沉积物。  
清洁的办法是开启空压机,吹入空气,同时用单面刀沿缝细心地刮,利用空气把刮下的沉积物吹掉,注意不要把缝边刮坏;也可以用腐蚀性皂液清洗,把沉积物擦掉。平时作完实验,可吸入0.2%的HNO3及去离子水各5mL后,干烧一段时间,即可保持燃烧缝的清洁。  
 
3、如果仪器在静态状态下仍然不稳定,原因可能是:  
,电网电压变动大,可采用安装稳压器解决。  
第二,周围有强电磁场或高频干扰,解决的办法是关掉周围的干扰仪器。  
第三,标尺扩展太大。采用标尺扩展的目的是为了提高测试的灵敏度,但如果灵敏度太高稳定性就会降低,可适当调整标尺扩展的倍数。  
第四,灯损坏。可选用常用的灯进行对比测试,抛弃坏灯。空心阴极灯不能长期搁置不用,存放时间过长,会因为气体吸附、释放等原因而致灯成批的损坏,因此每隔三四个月,应将不常用的灯取出点燃2h~3h。  
第五,原子吸收分光光度计是精密仪器,对温度要求较高,温度过高,将使一些元素热量无法散失,功能异常,可设法降低室温予以解决。  
 
4、分析结果不正常  
(1)分析结果偏高的原因,可能有以下几点:试剂空白没有校正;存在有电离干扰或光谱干扰;校正溶液变质或标准溶液配制不合适;有背景吸收;校正标准是可能落到了工作曲线的非线性部分,应当用适当标准进行校正,试验一个灵敏度较差的波长或低浓度的标准。  
(2)分析结果偏差。主要的原因可能是:存在化学干扰或基体干扰;标准溶液配的不准,或由于容器壁有吸附现象;空白溶液有污染;样品吸收值在工作曲线的非线性部分。可用稀释样品或曲线校直法解决。  
(3)曲线校直的限度。主要有以下几种方法:在共振吸收分析线测定时,如果被测元素浓度太大,可用小浓度范围工作或用次灵敏线进行分析;灯发射有自蚀,可降低灯电流;有电离干扰,可加消电离剂;存在散射光,可用较小的狭缝减小这种效应。  
 
如果上述问题都解决后,仪器仍然不稳定,则属于仪器本身的故障,可能是某些系统中个别元件损坏,某处导线或接点断路或短路,高压控制失灵等原因造成的。这些情况不是化验人员可以控制的,应请专业人员维修处理。
     原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计,根据物质基态原子蒸汽对特征辐射吸收的作用来进行金属元素分析。它能够灵敏可靠地测定微量或痕量元素。
     原子吸收分光光度计的工作原理:
     元素在热解石墨炉中被加热原子化,成为基态原子蒸汽,对空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收。在一定浓度范围内,其吸收强度与试液中被测元素的含量成正比。其定量关系可用郎伯-比耳定律,A= -lg I/I o= -lgT = KCL ,式中I为透射光强度;I0为发射光强度;T为透射比;L为光通过原子化器光程(长度),每台仪器的L值是固定的;C是被测样品浓度;所以A=KC。
    利用待测元素的共振辐射,通过其原子蒸汽,测定其吸光度的装置称为原子吸收分光光度计。它有单光束,双光束,双波道,多波道等结构形式。其基本结构包括光源,原子化器,光学系统和检测系统。它主要用于痕量元素杂质的分析,具有灵敏度高及选择性好两大主要优点。广泛应用于各种气体,金属有机化合物,金属醇盐中微量元素的分析。但是测定每种元素均需要相应的空心阴极灯,这对检测工作带来不便。



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