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实验室分析仪器--偏离比尔定律的因素

2022.1.24

按照比尔定律,当入社单色光的波长、强度和溶液的液层厚度一定时,吸光度对溶液浓度所作的曲线应为一条过原点直线,但是在实际工作中,往往会偏离线性而发生弯曲。

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曲线在实验中是否为直线取决于两个因素。一是比尔定律的前提条件:稀溶液。在溶液浓度大时(通常大于0.01mol/L),吸光质点的距离减小,彼此间的相互作用改变了它们吸收给定波长的辐射能力造成偏离直线。二是能否控制好影响吸光度测量的因素,主要是化学因素和光学因素两大类。


1)  化学因素(与样品有关)

①浓度较大时,吸光粒子距离减小,影响其电荷分布,使其吸收给定波长光的能力改变;

②溶液对光折射率有显著改变

③吸光物质有离解、缔合、光化作用、互变作用、或与溶剂的相互作用以及溶剂的影响。

由化学因素引起的Beer偏离,有时可通过控制溶液条件(如浓度,酸度,温度,时间等)设法减免

 

2)光学因素(与仪器有关)

1)非单色光

比尔定律只适用于单色光。但紫外-可见分光光度计为了保证足够的光强度,使用的是具有一定谱带宽度的光源,必须要采用单色器把所需的波长从连续光谱中分离出来。分离的波长的宽度取决于单色器的狭缝宽度和棱镜或光栅的分辨率。由于技术的限制,狭缝宽度不可能无限的小,所以实际测定中入射光不可能绝对单色,因此入射光不仅含有所需波长的光,还会有附近波长的光。

入射光不纯:

①影响A与c的关系不成线性,即偏离比尔定律。

②严重影响物质的吸光系数值和吸收光谱形状(变形)。

 

2)杂散光

杂散光指的是一些不在谱带宽度范围内的与所需波长相隔较远的光。 

①杂散光的来源:

仪器光学系统的缺陷,仪器保养不善,光学元件受尘染或霉蚀。

②影响:

杂散光可使吸收光谱变形,也会使吸光度值改变。但现代仪器杂散光的影响可以忽略不计。

 

3)散射光和反射光

入射光通过吸收池内外界面时,界面可产生反射作用;入射光通过测试液时,会产生散射作用。因此测量A值时,光强度的减弱并不完全是吸光物质的吸收,还有:

①溶剂、容器的吸收

②吸光质点,溶剂分子的散射

③吸收池内、外界面的反射

可通过空白对比进行补偿以抵消反射作用和散射作用的影响。

 

4)非平行光

如果以一定角度倾斜光通过吸收池,非平行光的实际光程会比垂直照射时的平行光光程增大,导致偏离朗伯-比尔定律,使A值偏高。故吸收池不得倾斜放置光路中。

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