研究引起分光光度計(jì)誤差的因素

婁紅杰

（中煤龍化哈爾濱煤炭化工有限公司，黑龍江 依蘭 154854）

分光光度計(jì)是利用一些分光光度法進(jìn)行對(duì)物質(zhì)定性定量分析研究的儀器，主要根據(jù)物質(zhì)由于輻射而產(chǎn)生的特性來(lái)吸收光譜，然后測(cè)量物質(zhì)吸收不同波長(zhǎng)的單色輻射的程度，進(jìn)而做下一步的分析。物質(zhì)在固定波長(zhǎng)或者一定波長(zhǎng)范圍中的吸收度是分光光度計(jì)的工作基本原理，它作為一種測(cè)量吸光度的儀器，有著很多的種類(lèi)。較為常見(jiàn)的有：紫外、紅外以及可見(jiàn)的分光光度計(jì)等。

引起分光光度計(jì)儀器產(chǎn)生誤差的原因有很多，主要的誤差來(lái)源如下：

1 測(cè)量中不符合朗伯-比爾定律的因素

1.1 光學(xué)因素

朗伯-比爾定律是物質(zhì)對(duì)于光的吸收度與吸收介質(zhì)厚度和濃度兩大方面之間的關(guān)系，它僅適用在單色光的研究中。如果在比色測(cè)量中采用復(fù)合光，就會(huì)引起朗伯-比爾定律偏離的現(xiàn)象發(fā)生，若是白光，那么該定律直接就不能成立。

如果把兩種單色光混合起來(lái)形成復(fù)合光，在使用復(fù)合光開(kāi)始照射溶液時(shí)，被照射的溶液對(duì)所照射的光的吸收不遵循朗伯-比爾定律。如果其中一個(gè)單色光是被照射溶液的吸收最大波長(zhǎng)，那么該單色光對(duì)光的吸收系數(shù)就在整個(gè)吸收光譜中最大。

通過(guò)以上分析和相關(guān)計(jì)算可以看出，混合光在進(jìn)行溶液的照射時(shí)所測(cè)出的吸光度，總比單色光照射時(shí)吸收峰波長(zhǎng)的測(cè)量所得值低，這種測(cè)量值的偏離就是我們所說(shuō)的復(fù)合光對(duì)于朗伯-比爾定律產(chǎn)生的偏離。如果用同一個(gè)儀器來(lái)進(jìn)行不同濃度同種溶液的吸光度測(cè)量，可以把測(cè)量結(jié)果繪制成標(biāo)準(zhǔn)的曲線，我們可以方便的看出分光光度計(jì)測(cè)量的誤差原因，復(fù)合光容易對(duì)高濃度的或者厚液體層的吸光度產(chǎn)生測(cè)量偏離，因此，我們得出朗伯-比爾定律偏離這一光學(xué)因素是導(dǎo)致分光光度計(jì)誤差的一個(gè)主要的原因。

1.2 化學(xué)因素

如果被測(cè)量的物質(zhì)濃度同有色物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)數(shù)之間不構(gòu)成正比關(guān)系，就會(huì)使測(cè)量的結(jié)果不符合郎伯-比爾定律。造成這一現(xiàn)象的主要是一些化學(xué)因素的存在，如下：

1.2.1 離解作用

有色絡(luò)合物避免不了在水中發(fā)生離解反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)會(huì)因?yàn)闈舛鹊母淖兌l(fā)生平衡移動(dòng)，使離解與溶劑間的相互作用，這樣就將使物質(zhì)吸光系數(shù)開(kāi)始變化，保持不了恒定的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致物質(zhì)的吸光度偏離比爾定律。

1.2.2 水解反應(yīng)

一些強(qiáng)酸性陰離子化合物，當(dāng)PH值減小的時(shí)候，絡(luò)合物是穩(wěn)定的不變的，但是一旦PH值發(fā)生增長(zhǎng)時(shí)，絡(luò)合物就會(huì)水解，生成沉淀，大大減少物質(zhì)的吸光度。硫氰酸鐵就是較為常見(jiàn)的這類(lèi)絡(luò)合物。

1.2.3 絡(luò)合反應(yīng)

在整個(gè)朗伯-比爾定律中，出現(xiàn)許多有色物質(zhì)，而大部分有色物質(zhì)在濃度增大的時(shí)候自身就會(huì)形成一定的絡(luò)合物，所形成的絡(luò)合物的顏色又與原來(lái)有色物質(zhì)身上的顏色不同。

1.2.4 有色懸浮物質(zhì)

引起與比爾定律不符的化學(xué)因素中，有色懸浮粒子又是其中之一，懸濁液顏色的深度大小主要來(lái)源于懸浮顆粒的大小，而懸浮粒子的大小又與顯色劑濃度大小以及顯色反應(yīng)時(shí)的溫度高低和放置時(shí)間的長(zhǎng)短等因素有關(guān)。

2 顯色反應(yīng)條件

通常情況下，如果試劑的濃度和溶液中的酸度以及顯色溫度和時(shí)間等反應(yīng)的條件不一樣，那么整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的完全程度就將會(huì)不同，這樣也就會(huì)影響到物質(zhì)測(cè)量中的靈敏程度，對(duì)測(cè)量的重復(fù)性也會(huì)造成很大的影響，進(jìn)而使整個(gè)測(cè)量過(guò)程不能有效滿(mǎn)足朗伯-比爾定律的規(guī)定。

3 共存離子的干擾

共存離子干擾較為常見(jiàn)，一般共存離子對(duì)測(cè)定過(guò)程的干擾因素有：首先，共存離子的自身顏色干擾，有很多的共存離子有自己的顏色，在進(jìn)行測(cè)定工作時(shí)，由于離子本身顏色的影響，直接導(dǎo)致測(cè)量誤差的形成；其次，共存離子和顯色劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)生成沉淀干擾，常見(jiàn)的這種反應(yīng)有硅鉬藍(lán)測(cè)定硅的時(shí)候，化學(xué)物質(zhì)磷也能生成磷鉬藍(lán)，誤導(dǎo)測(cè)定正常實(shí)施；最后，共存離子與被測(cè)的離子等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的干擾，有時(shí)，共存離子會(huì)與被試的離子或者是顯色劑發(fā)生反應(yīng)，生成一種更為穩(wěn)定的絡(luò)合物，這些絡(luò)合物沒(méi)有顏色。有時(shí)也會(huì)發(fā)生一些氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)后使被測(cè)的離子或者顯色劑濃度大大降低，以此造成不應(yīng)有的影響，阻礙被測(cè)離子同顯色劑之間的反應(yīng)。

4 空白溶液的選擇

通常情況下，在各種分析方法的使用過(guò)程中，為了消除一定的干擾，而采用與測(cè)定是試樣一樣的條件來(lái)進(jìn)行溶液的測(cè)定，測(cè)出的結(jié)果就是我們所說(shuō)的空白值，通過(guò)空白溶液的選擇，提高擇定過(guò)程的準(zhǔn)確性。如果試樣中其他組份本身或與顯色劑作用生成的化合物，在測(cè)定波長(zhǎng)下不產(chǎn)生吸收，或雖有吸收但引起的測(cè)定誤差在允許誤差范圍內(nèi)，此時(shí)還可用蒸餾水或所用的溶劑作空白；如果整個(gè)溶液只有顯色劑存在顏色，另外測(cè)定波長(zhǎng)時(shí)只對(duì)光進(jìn)行吸收，對(duì)其他物質(zhì)卻沒(méi)有吸收情況，或者吸收的很少，這時(shí)可以用顯色劑作空白溶液；如果其他存在的影響因素較多，則可以選擇一些化學(xué)試劑，如絡(luò)合掩蔽劑、褪色劑等對(duì)被測(cè)元素中有色絡(luò)合物進(jìn)行破壞，有時(shí)利用更換試劑加入的順序來(lái)，通過(guò)這些方法使被測(cè)元素不能顯色，以此把它們當(dāng)作空白溶液使用。

5 儀器誤差

5. 1比色皿成套性

在比色裝置中，尤其是對(duì)成套的比色皿，如果選擇的比色皿的玻璃有很多不同的顏色，或者是比色皿的尺寸不全相同，就會(huì)給整個(gè)測(cè)定的過(guò)程帶來(lái)影響，導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差。

5. 2 客觀因素

在進(jìn)行測(cè)定操作時(shí)，也會(huì)不同程度的給測(cè)量帶來(lái)影響，其中較普遍的是比色皿的透光表面如果沒(méi)有被揩干而引起的誤差，還有光源電壓極不穩(wěn)定影響測(cè)定進(jìn)程，此外，光電池和光電管的老化或者儀器設(shè)備的不穩(wěn)定等缺陷導(dǎo)致測(cè)定難以正常進(jìn)行。

5. 3吸光度讀數(shù)范圍

不同的吸光度范圍，容易產(chǎn)生不同程度的讀數(shù)誤差，而相同的讀數(shù)誤差又會(huì)引起不同程度上的測(cè)定誤差，所以，在此基礎(chǔ)上應(yīng)該選擇一個(gè)最為合適的吸光度的讀數(shù)范圍，然后進(jìn)行測(cè)定工作。

依據(jù)朗伯-比爾定律的要求，計(jì)算適當(dāng)?shù)淖x數(shù)范圍，由于在合適的透射比范圍中，因讀數(shù)誤差而導(dǎo)致的濃度誤差很小，所以，根據(jù)所得的一定透射比的范圍導(dǎo)出吸光度讀數(shù)范圍。

結(jié)語(yǔ)

分光光度計(jì)是光學(xué)、精密機(jī)械和電子技術(shù)三者緊密結(jié)合而成的光譜儀器,它在科研、制藥、化工、環(huán)保、衛(wèi)生、防疫等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。對(duì)于分光光度計(jì)的研究還需要進(jìn)一步鉆研，不斷降低測(cè)量的誤差，使該技術(shù)得到更廣泛的發(fā)展和利用。

[1]王嵩華，王光文.紫外光區(qū)透射比中性標(biāo)準(zhǔn)濾光片的研究[J].計(jì)量技術(shù) 2011（3）.

[2]中國(guó)化工貿(mào)易，2011（7）.

[3]劉珍.化驗(yàn)員讀本[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.