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分光光度計(jì)
紫外-可見分光光度計(jì) 是 在紫外可見區(qū)可任意選擇不同 l 的光測定吸光度的儀器。
一. 紫外-可見分光光度計(jì)的主要部件
1. 光源:提供入射光的裝置;
(1)鎢燈或碘鎢燈:發(fā)射光 l 范圍寬,但紫外區(qū)很弱, 通常取此 l > 350nm
光為可見區(qū)光源
(2)氫燈或氘燈:氣體放電發(fā)光光源,發(fā)射150~400nm的連續(xù)光譜,用作紫外區(qū) 同時(shí)配有: 穩(wěn)壓電源(穩(wěn)定 I0 );光強(qiáng)補(bǔ)償裝置; 聚光鏡等。
2. 單色器:將來自光源的光按波長的長短順序分散為單色光并能隨意調(diào)節(jié)所需波長光的一種裝置。
(1)色散元件——把混合光分散為單色光的元件是單色器的關(guān)鍵部分!)
常用的元件有:
棱鏡——由玻璃或石英制成,它對(duì)不同l 的光有不同的折射率,將復(fù)合光分開
但:光譜疏密不均 長 l 區(qū)密,短 l 區(qū)疏
光柵——由拋光表面密刻許多平行條痕(槽)而制成,利用光的衍射作用和干擾作用使不同 l 的光有不同的方向,起到色散作用。(光柵色散后的光譜是均勻分布的)
(2)狹縫——入口狹縫:限制雜散光進(jìn)入 出口狹縫:使色散后所需 l 的光通過
(3)準(zhǔn)直鏡——以狹縫為焦點(diǎn)的聚光鏡其作用為:將來自于入口狹縫的發(fā)散光變成單色光把來自于色散元件的平行光 聚集于出口狹縫
3. 吸收池:裝被測溶液用的無色、透明、耐腐蝕的池皿光學(xué)玻璃吸收池——只能用于可見區(qū) 石英吸收池——可用于紫外及可見區(qū)。
定量分析時(shí):吸收池應(yīng)配套(同種溶液測定 ?A < 0.5%)
4. 檢測器:將接受到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的元件。
常用的有:
(1)光電管 一真空管內(nèi)裝有:
一個(gè)絲狀陽極——用鎳制成
一個(gè)半圓筒狀陰極——金屬制成,凹面涂光敏物質(zhì)。
國產(chǎn)光電管:紫敏光電管:用銻、銫做陰極,適用范圍200~625nm
紅敏光電管:用銀、氧化銫作陰極,適用范圍625~1000nm
(2)光電倍增管:原理與光電管相似,結(jié)構(gòu)上有差異。
5. 顯示器:電表指針、數(shù)字顯示、熒光屏顯示等
顯示方式:A、T(%)、c 等
二. 的類型
常見的可見及紫外-可見:
1. 單波長、單光束(721、722、752 型等)
一個(gè)單色器;一種波長的單色光;一束單色光。
2. 單波長雙光束
從一個(gè)單色器獲取一個(gè)波長的單色光用切光器分成二束強(qiáng)度相等的單色光實(shí)際測量到的吸光度 A 應(yīng)為 ?A ( As- AR)
(14)
式中消去了I0 , 即消除了光源不穩(wěn)定性引起的 A 值測量誤差。
3. 雙波長
二個(gè)單色器得到二個(gè)波長不同的單色光。
兩束波長不同的單色光(l1、l2 )交替地通過同一試樣溶液(同一吸收池)后照射到同一光電倍增管上,后得到的是溶液對(duì) l1和 l2兩束光的吸光度差值 ?A 即Al1 -Al2 :
圖4 雙波長雙光束以雙波長單光束方式工作時(shí)的光學(xué)系統(tǒng)圖
若用于測定渾濁樣品或背景吸收較大的樣品時(shí),可提高測定的選擇性,用 AS 表示非待測組分的吸光度(背景吸收)則
(15)
(16)
一般情況下:由于l1 與 l2 相差很小,可視為相等(As 一般不受l
的影響,或影響甚微)
∴ As(1) = As(2)
因此,通過吸收池后的光強(qiáng)度差為
(17)
該式表明:試樣溶液中被測組分的濃度與兩個(gè)波長l1 和 l2處的吸光度差 ?A 成比例,這是雙波長法的定量依據(jù)。 雙波長不僅可測定多組分混合試樣、渾濁試樣,而且還可測得導(dǎo)數(shù)光譜。