分光光度计的基本原理是:物质在光的照射下会产生对光吸收的效应,而且物质对光的吸收是具有选择性的。各种不同物质都具有其各自的吸收光谱。
因此不同波长的单色光通过溶液时其光的能星就会被不同程度的吸收,光能量被吸收的程度和物质的浓度有一定的比例关系,即符合比耳定律。
在使用可见分光光度计前先了解一下的操作规程没有错。
开机
1、开机前,检查电源插座是否接上;
2、启动电源开关,仪器显示"723C"
3、仪器经自测后,按"MODE"键后再按"2"键,仪器显示"DATA"
基本使用方法
1、按"GO TO λ"键,输入设定波长;
2、四个比色皿,其中R位置放置参比试样,其余三个放入待测试样。将比色皿放入样品池内的比色皿架中,盖上样品池盖;
3、将参比试样推入光路,按"ABS%"键,使仪器自动调零和置满度;
4、然后将待测试样推入光路,显示试样的吸光度值;
5、如果要想将待测试样的数据打印出,只需按"START/STOP"键即可。
可见分光光度计的使用注意事项
每天使用结束后,应仔细检查样品室内是否有溶液溢出,若有溢出必须随时用滤纸吸干;
仪器使用完毕,用防尘套罩住。
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分光光度法是指应用分光光度计的分析方法,具有灵敏、准确、快速及选择性好等特点。
通常所测样品溶液浓度下限可达10-6~10-5mol/L,适用于测定食品中的微量组分(如肉制品中的亚硫酸盐、糖果中的二氧化硫等)。
原理
物质对光的选择性吸收
当光束照射到物质上时,光与物质发生相互作用,产生反射、散射、吸收或透射。
若被照射的是均匀溶液,光的散射可以忽略。
溶液颜色的产生
当一束白光通过某一有色溶液时,一些波长的光被溶液吸收,另一些波长的光则透过溶液。
透射光或反射光刺激人眼使人感到颜色的存在。
人把自身能感觉到的光定义为可见光。
在可见光区,不同波长的光呈现不同的颜色,因此溶液的颜色由透射光的波长所决定。
透射光与吸收光可组成白光,故称这两种光互为补色光,两种颜色互为补色。
光吸收的本质
当一束光照射到某物质或其溶液时,组成该物质的分子、原子或离子与光子发生“碰撞”;
光子的能量就转移到分子、原子或离子上,是这些粒子由最低能态(基态)跃迁到较高能太(激发态),这个作用称为物质对光的吸收。
被激发的粒子约在10-8s后回到基态,并以热或荧光等形式释放出能量。
分子、原子或离子具有不连续的量子化能级,仅当照射光光子的能量hυ,与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差相当时,才能发生吸收。
不同物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级,其基态和激发态能量差也不相同。
所以物质对光的吸收具有选择性。
吸收曲线
吸收曲线,也称为吸收光谱,描述了物质对不同波长的光的吸收能力。
将不同波长的光透过某一固定浓度和厚度的有色溶液,测量每一波长下有色溶液对光的吸收程度(即吸光度);
然后以波长为横坐标,以吸光度为纵坐标作图,绘制的曲线即为吸收曲线。
不同浓度的同一物质,在吸收峰附近的吸光度随着浓度增加而增大,但最大吸收波长不变。
若在最大吸收波长处测定吸光度,则灵敏度最高。
因此,吸收曲线是分光光度法中选择测定波长的重要依据。
光吸收基本定律
即朗伯-比尔定律:
当一束平行单色光通过液层厚度为b的有色溶液时,溶质吸收了光能,光的强度就要减弱。
溶液的浓度越大,通过的液层厚度越大,入射光越强,则光被吸收的越多,光强度的减弱也越显著。
该定律是紫外可见分光光度法等各类吸光光度法定量分析的依据,是由实验观察得到的,不仅适用于溶液,也适用于其他均匀非散射的吸光物质。
A=lg(I/I0)=εbc
A-吸光度;
I0-入射光强度,cd;
I-透射光强度,cd;
ε-吸光系数,L/(mol˙cm);
b-液层厚度(光程长度),cm;
c-有色溶液的浓度,mol/L。
其物理意义为:
当一束平行单色光通过单一均匀、非散射的吸光物质溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。
式中ε是吸光物质在特定波长和溶剂的情况下的一个特征常数,数值上等于浓度为1mol/L的吸光物质在1cm光程中的吸光度。
ε是吸光物质吸光能力的量度,ε值越大,方法的灵敏度越高。
由实验结果计算ε时,常以被测物质的总浓度代替吸光物质的浓度,实际上时表观摩尔吸光系数。
在多组分体系中,如果各种吸光物质之间没有相互作用,体系的总吸光度等于各组分吸光度之和,即吸光度具有加和性。
透光度T是透射光强度I与入射光强度I0之比,即:
T=I/I0
因此:A=lg(1/T)
先检查保险丝是否松动或熔断,再检查电源线是否断路或接触不良。正常时,电源进线与机壳间的绝缘电阻应大于20MΩ。
二、故障现象:空心阴极灯点不亮。
可能是灯电源已坏或未接通;灯头接线断路或灯头与灯座接触不良。可分别检查灯电源、连线及相关接插件。
三、故障现象:空心阴极灯内有跳火放电现象。
这是灯阴极表面有氧化物或杂质的原因。可加大灯电流到十几个毫安,直到火花放电现象停止。若无效,需换新灯。
四、故障现象:空心阴极灯辉光颜色不正常。
这是灯内惰性气体不纯。可在工作电流下反向通电处理,直到辉光颜色正常为止。
五、故障现象:输出能量过低。
可能是波长超差;阴极灯老化;外光路不正;透镜或单色器被严重污染;放大器系统增益下降等。若是在短波或者部分波长范围内输出能量较低,则应检查灯源及光路系统的故障。若输出能量在全波长范围内降低,应重点检查光电倍增管是否老化,放大电路有无故障。
六、故障现象:电气回零不好。
这可能由如下原因造成:
1、阴极灯老化。更换新灯。
2、废液不畅通,
3、雾化室内积水。应及时排除。
4、燃气不稳定,使测定条件改变。可调节燃气,使之符合条件。
5、阴极灯窗口及燃烧器两侧的石英窗或聚光镜表面有污垢。逐一检查清除。
6、毛细管太长。可剪去多余的毛细管。
七、故障现象:灵敏度低。
可能由如下原因造成
1、阴极灯工作电流大,造成谱线变宽,产生自吸收。应在光源发射强度满足要求的情况下,尽可能采用低的工作电流。
2、雾化效率低。若是管路堵塞的原因,可将助燃气的流量开大,用手堵住喷嘴,使其畅通后放开。若是撞击球与喷嘴的相对位置没有调整好,则应调整到雾呈烟状液粒很小时为较佳。
3、燃气与助燃气之比选择不当。一般燃气与助燃气之比小于为贫焰,介于和之间为中焰,大于为富焰。
4、燃烧器与外光路不平行。应使光轴通过火焰中心,缝与光轴保持平行。
5、分析谱线没找准。可选择较灵敏的共振线作为分析谱线。
6、样品及标准溶液被污染或存放时间过长变质。立即将容器冲洗干净,重新配制。
八、故障现象:稳定性差。
可能由如下原因造成
1、仪器受潮或预热时间不够。可用热风机除潮或按规定时间预热后再操作使用。
2、燃气或助燃气压力不稳定。若不是气源不足或管路泄漏的原因,可在气源管道上加一阀门控制开关,调稳流量。
3、废液流动不畅。停机检查,疏通或更换废液管。
4、火焰高度选择不当,造成基态原子数变化异常,致使吸收不稳定。
5、光电倍增管负高压过大。虽然增大负高压可以提高灵敏度,但会出现噪声大,测量稳定性差的问题。只有适当降低负高压,才能改善测量的稳定性。
九、故障现象:背景校正噪声大。
1、光路未调到较佳位置。重新调整氘灯与空心阴极灯的位置,使两者光斑重合。
2、高压调得太大。适当降低氘灯能量,在分析灵敏度允许的情况下,增加狭缝宽度。
3、原子化温度太高。可选用适宜的原子化条件。
十、故障现象:校准曲线线性差。
1、光源灯老化或使用高的灯电流,引起分析谱线的衰弱或扩宽。应及时更换光源灯或调低灯电流。
2、狭缝过宽,使通过的分析谱线超过一条。可减小狭缝。
3、测定样品的浓度太大。由于高浓度溶液在原子化器中生成的基态原子不成比例,使校准曲线产生弯曲。因此,需缩小测量浓度的范围或用灵敏度较低的分析谱线。
十一、故障现象:检出限偏高。
1、标尺扩展不够。应扩大至合适值。
2、积分时间太短。可加长至适当值。
3、分析灵敏度偏低。按前面故障现象的处理方法逐一分析解决。
4、毛细管堵塞或老化腐蚀。应清理或更换毛细管。
5、气路不稳定。查看气路系统中有无漏气、积水等问题;检查气源是否稳定。
十二、故障现象:产生回火。
发生这种现象是因气流速度小于燃烧速度。回火时极易引起火灾和爆炸。因此,在突然停电或助燃气压缩机出现故障,以及发现废液排出管水封不好或雾化室中的安全塞松动漏气时,或者气路长时间不更换出现老化时,应立即关闭燃气气路,确保人身和财产的安全。然后将仪器各控制开关恢复到开启前的状态后方可检查产生回火的原因。