紫外可見分光光度計的應用

1.概述
人們在實踐中早已總結出不同顏色的物質具有不同的物理和化學性質。 根據物質的這些特性可對它進行有效的分析和判別。由于顏色本就惹人注意，根據物質的顏色深淺程度來對物質的含量進行估計，可追溯到古代及中世紀。1852年，比爾（Beer）參考了 布給爾（Bouguer）1729年和朗伯（Lambert）在1760年所發(fā)表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時，顏色的強度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理 論基礎，這就是的比爾朗伯定律。1854年，杜包斯克（Duboscq）和奈斯勒（Nessler）等人將此理論應用于定量分析化學領域，并且設計了*臺比色計。到1918年，美國國家標準局 制成了*臺紫外可見分光光度計。此后，紫外可見分光光度計經不斷改進，又出現自動記錄、自動打印、數字顯示、微機控制等各種類型的儀器，使光度法的靈敏度和準確度也不斷 提高，其應用范圍也不斷擴大。

紫外可見分光光度法從問世以來，在應用方面有了很大的發(fā)展，尤其是在相關學科發(fā)展的基 礎上，促使分光光度計儀器的不斷創(chuàng)新，功能更加齊全，使得光度法的應用更拓寬了范圍。目前，分光光度法已為工農業(yè)各個部門和科學研究的各個領域所廣泛采用，成為人們從事生 產和科研的有力測試手段。我國在分析化學領域有著堅實的基礎，在分光光度分析方法和儀器的制造方面上都已達到一定的水平［1］［2］
2.原理
物質的吸收光譜本質上就是物質中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量， 相應地發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結果。由于各種物質具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結構，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此，每種物質就有其 *的、固定的吸收光譜曲線，可根據吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判別或測 定該物質的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎。分光光度分析就是根據物質的吸 收光譜研究物質的成分、結構和物質間相互作用的有效手段。
紫外可見分光光度法的定量分析基礎是朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律。即物質在一定濃度 的吸光度與它的吸收介質的厚度呈正比，其數學表示式如下：
A=錬c
式中：A 吸光度（又稱光密度、消光值），
摩爾吸光系數（其物理意義為：當吸光物質濃度為1摩爾/升，吸收池厚為1厘米，以一定波長原光通過時，所引起的吸光值A），b 吸收介質的厚度（厘米），c 吸光物質的 濃度（摩爾/升）。

物質的顏色和它的電子結構有密切的關系，當輻射（光子）引起電子躍遷使分子（或離子）從基態(tài)上升到激發(fā)態(tài)時，分子（或離子）就會在可見區(qū)或紫外呈現吸光，顏色的發(fā)生或變化是和分 子的正常電子結構的變形的。當分子中含有一個或更多的生色基因（即具有不飽和鍵的原子基團），輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生色團有：
CO， -N=N-， -N=O，-C N，CS

如果兩個生色團之間隔一個碳原子，則形成共軛基團，會使吸收帶移向較長的波長處（即紅移），且吸收帶的強度顯著增加。當分子中含有助色基團（有未共用電子對的基團）時，也會 產生紅移效應。常見的助色基團有：-OH -NH2， -SH， -Cl, -Br, -I
3.特點
分光光度法對于分析人員來說，可以說是zui有用的工具之一。幾乎每一個分析實驗室都離不開紫外可見分光光度計。分光光度法的主要特點為：
（1）應用廣泛
由于各種各樣的無機物和有機物在紫外可見區(qū)都有吸收，因此均可借此法加以測定。到目前為止，幾乎化學元素周期表上的所有元素（除少數放射性元素和惰性元素之外）均可采用此法 。在上發(fā)表的有關分析的論文總數中，光度法約占28%，我國約占所發(fā)表論文總數的33% 。
（2）靈敏度高
由于新的顯色劑的大量合成，并在應用研究方面取得了可喜的進展，使得對元素測定的靈敏度有所推進，特別是有關多元絡合物和各種表面活性劑的應用研究，使許多元素的摩爾吸光 系數由原來的幾萬提高到數十萬。