紫外可見分光光度計的應(yīng)用

1.概述
人們在實踐中早已總結(jié)出不同顏色的物質(zhì)具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)。 根據(jù)物質(zhì)的這些特性可對它進(jìn)行有效的分析和判別。由于顏色本就惹人注意，根據(jù)物質(zhì)的顏色深淺程度來對物質(zhì)的含量進(jìn)行估計，可追溯到古代及中世紀(jì)。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(qiáng)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(chǔ)，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(yīng)用于定量分析化學(xué)領(lǐng)域，并且設(shè)計了*臺比色計。到1918年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)不斷改進(jìn)，又出現(xiàn)自動記錄、自動打印、數(shù)字顯示、微機(jī)控制等各種類型的儀器，使光度法的靈敏度和準(zhǔn)確度也不斷 提高，其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。

紫外可見分光光度法從問世以來，在應(yīng)用方面有了很大的發(fā)展，尤其是在相關(guān)學(xué)科發(fā)展的基 礎(chǔ)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(yīng)用更拓寬了范圍。目前，分光光度法已為工農(nóng)業(yè)各個部門和科學(xué)研究的各個領(lǐng)域所廣泛采用，成為人們從事生 產(chǎn)和科研的有力測試手段。我國在分析化學(xué)領(lǐng)域有著堅實的基礎(chǔ)，在分光光度分析方法和儀器的制造方面上都已達(dá)到一定的水平［1］［2］
2.原理
物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)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(yīng)地發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此，每種物質(zhì)就有其 *的、固定的吸收光譜曲線，可根據(jù)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(zhì)的含量，這就是分光光度定性和定量分析的基礎(chǔ)。分光光度分析就是根據(jù)物質(zhì)的吸 收光譜研究物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)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(chǔ)是朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律。即物質(zhì)在一定濃度 的吸光度與它的吸收介質(zhì)的厚度呈正比，其數(shù)學(xué)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(shù)（其物理意義為：當(dāng)吸光物質(zhì)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(chǔ)），b 吸收介質(zhì)的厚度（厘米），c 吸光物質(zhì)的 濃度（摩爾/升）。

物質(zhì)的顏色和它的電子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，當(dāng)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(xiàn)吸光，顏色的發(fā)生或變化是和分 子的正常電子結(jié)構(gòu)的變形的。當(dāng)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(tuán)），輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生色團(tuán)有：
CO， -N=N-， -N=O，-C N，CS

如果兩個生色團(tuán)之間隔一個碳原子，則形成共軛基團(tuán)，會使吸收帶移向較長的波長處（即紅移），且吸收帶的強(qiáng)度顯著增加。當(dāng)分子中含有助色基團(tuán)（有未共用電子對的基團(tuán)）時，也會 產(chǎn)生紅移效應(yīng)。常見的助色基團(tuán)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(yīng)用廣泛
由于各種各樣的無機(jī)物和有機(jī)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(xué)元素周期表上的所有元素（除少數(shù)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(guān)分析的論文總數(shù)中，光度法約占28%，我國約占所發(fā)表論文總數(shù)的33% 。
（2）靈敏度高
由于新的顯色劑的大量合成，并在應(yīng)用研究方面取得了可喜的進(jìn)展，使得對元素測定的靈敏度有所推進(jìn)，特別是有關(guān)多元絡(luò)合物和各種表面活性劑的應(yīng)用研究，使許多元素的摩爾吸光 系數(shù)由原來的幾萬提高到數(shù)十萬。