比色分析技術(shù)原理和分類
分光光度法是利用單色器(主要是棱鏡)獲得單色光來測定物質(zhì)對光吸收能力的方法。物質(zhì)對不同波長的光波具有選擇吸收的特性,分光光度法就是基于物質(zhì)的這種特性而建立起來的分析方法,它是光譜分析技術(shù)中最基本和最常用的方法,因其具有靈敏、準確、快速、簡便、選擇性好等特點而被廣泛應用。
一、比色分析的基本原理
比色分析技術(shù)是利用物質(zhì)對光的吸收作用來對物質(zhì)進行定性或定量分析的技術(shù)。分光光度法是光譜分析技術(shù)中最常用的一種,應用最多的是紫外 - 可見光分光光度法。
(一)吸光度與透光度
當一束光線通過均勻、透明的溶液時可出現(xiàn)三種情況:一部分光被散射,一部分光被吸收,另有一部分光透過溶液。設入射光強度為 I 0 ,透射光強度為 I , I 和 I 0 的比值稱為透光度( transmittance , T ),即 T = ,其數(shù)值小于 1 。 T 與 100 的乘積稱為百分透光度,以 %T 表示。透光度的負對數(shù)稱為吸光度 (absorbance , A) 。其表達式為:
A =- LgT =- Lg = Lg
(二) Lambert-Beer 定律
Lambert-Beer 定律指出當一束單色的輻射能通過介質(zhì)或溶液后,有一部分被吸收,其輻射能的吸收與溶液中吸收物質(zhì)的濃度和溶液厚度的乘積成正比。 Lambert-Beer 定律適用于可見光、紫外光、紅外光和均勻非散射的液體。 Lambert-Beer 定律是描述溶液吸光度同溶液濃度和溶液液層厚度之間關(guān)系的基本定律,該定律是分光分析的理論基礎。
其表達式為:
A = KLC
式中, A —— 吸光度;
K —— 吸光系數(shù);
L —— 溶液厚度,稱為光徑;
C —— 溶液濃度。
根據(jù) Lambert-Beer 定律,當液層厚度單位為 cm ,濃度單位為 mol/L 時,吸光系數(shù) K 稱為摩爾吸光系數(shù)( ε )。 ε 的意義是:當液層厚度為 l cm ,物質(zhì)濃度為 l mol/L 時,在特定波長下的吸光度值。 ε 是物質(zhì)的特征性常數(shù)。在一定條件(入射光波長、溫度等)下,特定物質(zhì)的 ε 不變,這是分光光度法對物質(zhì)進行定性的基礎。通過對某物質(zhì)已知濃度的溶液測定其吸光度,可求得該物質(zhì)的 ε ,其表達式為:
ε =
式中, ε —— 摩爾吸光系數(shù);
A —— 吸光度;
L —— 溶液厚度;
C —— 溶液濃度。
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