前言:
吸光度測定是化學(xué)領(lǐng)域里十分常用的組分定量分析方法。當(dāng)入射光的頻率與物質(zhì)分子的振動頻率相匹配,或是入射光促使物質(zhì)分子發(fā)生電子能級躍遷時,就會出現(xiàn)光吸收效應(yīng)。溶液中待測物質(zhì)的濃度越高,對通過的光線吸收就越強,透射的光強度也就越低;也就是說,一定強度的光穿過被測物質(zhì)時,被吸收的量越少,能透過的光就越多,二者呈相反關(guān)系。
1852年,比爾總結(jié)出吸光度與溶液濃度、液層厚度的內(nèi)在聯(lián)系,確立了光吸收的基本規(guī)律,也就是朗伯-比爾定律。這條定律是吸光度分析的核心依據(jù),用于說明物質(zhì)對特定波長光的吸收程度,與吸光物質(zhì)濃度、光程長度之間的關(guān)系。
在一束平行單色光垂直穿過均勻、無散射的有色溶液時,若溶液厚度為b、吸光物質(zhì)濃度為c,那么溶液的吸光度與濃度、液層厚度均成正比關(guān)系。
A:吸光度
k:摩爾吸收系數(shù)(常用單位L/(mol*mm))
c:濃度(常用單位mol/L)
b:光程(常用單位mm)
I0:入射光強度
I:透射光強度
01
解決方案
測量系統(tǒng)組成:
(1)鎢燈光源:鎢燈光源屬于熱輻射光源,發(fā)出連續(xù)光譜(覆蓋可見光至近紅外區(qū)域,約350-2500nm),可提供穩(wěn)定的光源,其發(fā)出的光線經(jīng)過積分球的入光口進入積分球內(nèi)部。作為入射光的源頭,通過準(zhǔn)直系統(tǒng)將光聚焦并以特定角度8°角照射到積分球內(nèi)部。
(2)光譜儀:吸光度測試系統(tǒng)的核心角色,光譜儀內(nèi)置光柵或棱鏡分光系統(tǒng),將入射光按波長分解,通過探測器測量各波長的光強信號,最終輸出樣品在不同波長下的光譜信息。
(3)光纖和支架:光纖用于傳輸和接收光源信號,支架用于固定樣品位置。
(4)吸光度測試原理與計算:先測量參比樣品(一般為空氣或者水)的光強(Iref),其吸光度已知且接近0,以此為參比計算樣品的相對吸收光強(Isample)。
搭建示意圖:
推薦配置:
02
實驗案例
上海如海光電使用自主研發(fā)的吸光度測試系統(tǒng),紫外-可見吸收光譜儀所采集到的不同濃度苯酚溶液的吸收光譜如圖1所示:
圖1不同濃度苯酚溶液的吸收光譜
從圖1中可以看到,苯酚在紫外光區(qū)有3個較強的吸收峰,分別為194nm、219nm,以及276nm,并隨著濃度的增加,樣品的特征峰強度也隨之增強。經(jīng)查閱文獻,得知常選用276nm處的特征峰作為定量分析的依據(jù)。將276nm處的吸光度填寫在表1。
表1 苯酚在276nm處的吸光度
繪制苯酚定量分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線,如下圖2所示。
圖2 不同濃度苯酚溶液特定峰強處的吸光度與濃度關(guān)系線性擬合曲線
由圖得知苯酚溶液的吸光度與其濃度具有較大的線性相關(guān)關(guān)系,線性擬合系數(shù)為0.9961,標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程式是:
A=84.74C-14.40
將未知樣品的吸光度0.4196代入標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程式中,得出未知苯酚樣品的濃度為24.97mg/L,而真實的濃度為25.00mg/L,實驗的測量誤差△=-0.03mg/L。因此,如海光電的紫外可見光譜儀能夠在吸光度測量中有較好的測量結(jié)果。
06
產(chǎn)品推薦
*免責(zé)聲明:
如海光電公眾號所發(fā)布內(nèi)容(含圖片、圖表)來源于公開學(xué)術(shù)文獻。文章版權(quán)、數(shù)據(jù)及所述觀點歸原作者所有。本文旨在分享科研應(yīng)用案例,如有侵權(quán)請聯(lián)系后臺處理。
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