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紫外可见分光光度计的应用与发展趋向之研究

2019.7.05

随着科技的不断发展,紫外可见分光光度计的应用范围不断扩大,相关人员也对分光光度计仪器进行了改进与创新,使得这种仪器的功能越来越多,应用的价值也越来越高,下面笔者对其具体的应用情况进行简单介绍。

1 紫外可见分光光度计工作原理

紫外可见分光光度计是由光源、单色器、吸收池、检测器、信号显示器组成的,其具有较高的灵敏度以及准确度,使用浓度的范围也比较广,分析成本较低,操作也比较简单,所以在多个领域有着广泛的应用。紫外可见分光光度计的结构如图1所示。

在使用紫外可见分光光度计仪器时,首先让光线通过狭缝投向单色器,比如棱镜或者光栅。然后光线会被分解成连续的色带,经过过滤后可以形成具有一定谱带宽度的单色光。之所以让光纤通过狭小的缝隙是为了在连续的色带上截取一小段光谱,狭缝的大小会影响单色光谱带的宽度。光线通过吸收池和光电倍增管后,光信号会转变为电信号,再经过放大处理后,可以在显示器上直接显示出来。

2 紫外可见分光光度计的应用

紫外可见分光光度计主要用于物质定性、定量分析,可以對化合物的结构、纯度、未知物含量以及反应动力学进行测定与研究。紫外可见分光光度计有着广泛的应用范围,不同的实验使用的测定方法也有较大差异。

2.1 化合物的鉴定

紫外可见分光光度计是化合物鉴定中常用的方法,实验人员主要是对未知纯化合物的光谱和已知纯化合物光谱进行对比,当发现吸收峰数目、位置相对强度、吸收峰形状等内容均有较大程度的相似,则可以鉴定为同一化合物。

2.2 结构分析

紫外可见分光光度计是根据物质分子对波长在200~760 nm范围内电磁波吸收特性来进行结构分析,其具有重现性较好的优点。不同物质有着不同的分子空间结构,而且吸收光能量的情况也有着较大差异,每种物质都有着独特的吸收光谱曲线,所以在对吸收光谱上的某些特征波长的吸光度进行分析与对比后,就能确定物质的成分以及结构。在分析实验中,实验人员需要遵照以下规律:第一,在220~280 nm无吸收表明不含有苯环、共轭双键等;第二,在210~250 nm范围内有吸收表明含有共轭双键等。

2.3 纯度检验

在纯度检验中,主要是利用紫外吸收光谱测定化合物中是否含有杂质,可以检验出化合物中是否含有微量的具有紫外吸收的杂质。实验人员只需要对化合物紫外可见光区是够出现明显的吸收峰进行检查,就可以判断出是够存在杂质,从而达到化合物纯度检验的目的。

2.4 反应动力学研究

紫外可见分光光度计还可以用于反应动力学研究,利用分光光度法可以得出一些化学反应速度常数,在两个或者两个以上的温度条件下,得到相应的速度数据,从而判断出反映活化能。

2.5 络合物组成及稳定常数的测定

络合物是金属离子与有机物形成的物质,其在紫外可见区具有吸收特性,所以,采用紫外可见分光光度计方法,可以了解络合物的组成,还可以对稳定常数进行测定。

2.6 未知浓度的测定

紫外可见分光光度计在测定物质含量领域有着最为广泛的应用,通过标准曲线法,对摩尔吸光系数的样品进行吸光度的测定,结合公式A=εbc,就可以计算出未知浓度的大小。有的样品摩尔吸光系数不确定,则需要根据标准曲线法进行测定。以锑磷钼蓝光度法测定磷含量为例,笔者对紫外可见分光光度计的应用进行分析与介绍。

实验前,准备不同含量的标准样品,在一定波长下得出吸光度值,然后绘制出吸光光谱曲线,具体如图2所示。拟合线性方程:y=0.00478x+0.001,R=0.99994,线性关系良好。根据测定的未知样品吸光度(y),带入方程得到含量(x)。由此可见,紫外可见分光光度计具有操作简单的优点,在未知浓度测定中有着良好的应用。

2.7 注意事项

采用紫外可见分光光度计测定方法时,应对实验仪器进行安全性检查,在使用比色皿时,为了保证实验结果的准确性,应注意实验人员的手指应轻轻捏住比色皿的毛玻璃面,不能碰触到透光面,会污染比色皿,影响实验结果。在测定溶液吸光度时,应按照从稀到浓的顺序,反之则容易出现测量误差。另外,每台机器都会应配套专门的比色皿,而且不同比色皿之间不可随意调换表面皿,不了解这些注意事项,容易引起实验误差。

3 紫外可见分光光度计发展趋势

紫外可见分光光度计技术在应用的过程中,本质上没有太大的改变,但是相关仪器设备得到了优化,随着光学设计以及电子学技术的发展,相关研究人员设计出了新的软件,降低了仪器使用的难度,提高了仪器设备的可靠性。紫外可见分光光度计在应用的过程中需要借助较多的检测器,工作效率大大提高了,可以对大样品进行测试,还能对固体样品进行分析,增加了快速扫描等功能。在当前社会,紫外可见分光光度计测量还应用了高分辨数字成像这一新的技术,这也是这一领域新的创新。另外,国外有公司将二极管阵列的制造与光纤采样相结合制造出了新的仪器,能对沸腾的液体进行原位检测,还能在线监测化学反应,与常规仪器相比,新的检测方法可检测浓度上涨了千倍。

4 结语

该文对紫外可见分光光度计的原理以及应用情况进行了介绍,其有着广泛的应用范围,也收到了良好的应用效果。科技在不断进步,测定仪器也在不断优化,随着紫外可见分光光度计技术的不断发展,其测定的精密度以及准确度有着较大的提高,相关工作人员需要规范操作,减少实验各个环节的失误,保证测量数据的准确性,从而保证科研的严谨性。


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