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紫外可见分光光度计线性度测试方法
点击次数:92 发布时间:2018-10-23

为定性测试紫外可见(UV-VIS)分光光度计的线性度,以水质标准液标定法为基础,用一 台紫外可见分光光度计在特定波长处测得一种食物染料的吸光度,再用基本的数学方法计算出 各个测试点的体积分数,进而获得体积分数和吸光度的线性关系。实验表明,该方法可以方便 地测试出仪器线性度,计算方法正确且简单易懂。

紫外可见分光光度计是一种很重要的分析仪器,在使用一台新的紫外可见分光光度计仪器前,一般 需要先对仪器的线性度进行测试。但大多数使用者只是在某一试样的某一浓度附近,用浓度的倍数变化 来测出这一段的线性度。这只能反映仪器在小范围内的使用情况,并不能说明仪器的线性度是否符合出 厂指标,也不能反映仪器的线性范围。因此,在仪器使用前对其线性度的测试有着重要的意义[1]。

1 紫外可见分光光度计工作原理

比尔在研究了各种无机盐的水溶液对红光的吸收情况后指出,光的吸收和光所遇到的吸光物质的数 量有关,如果吸光物质溶于不吸光的溶剂中,则吸光度和吸光物质的浓度成正比。即当单色光通过液层式中:A 为吸光度;I0 为入射光强度;I为透射光强度;C 为溶液的浓度;K1 为比例常数。 紫外可见分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成。紫外可见分光光度计 的技术指标主要有 11个[2-3],即波长准确度、波长重复性、光度准确度、光度重复性、杂散光、光谱带宽、 基线平直度、稳定性、光度噪声、线性度、线性动态范围。除了线性动态范围,其他的技术指标一般都在 仪器指标中写出明确的测量方法及要求。紫外可见分光光度计的线性度在定量分析工作中有着极其重 要的意义,文献[4]指出,如果仪器的线性度很差,就不可能得到好的定量分析结果。 2 测试方法 分光光度计线性度测试的方法很多,常用的方法大致有[4]: (1)溶液稀释法:将重铬酸钾稀释到不同浓度,测量不同波长处的吸光度(一般需测85个吸光度值), 然后根据此数据作曲线,判断线性度。 (2)中性滤波片法:一般以3块中性滤波片叠加,比较测定值与计算值之差来判断线性度。 (3)百分法:使被测试样浓度成倍增加,测其吸光度并作曲线,判断实验值偏离比尔定律直线部分的 程度。 (4)改变池厚法:用不同厚度的样品池来测量重铬酸钾的吸光度,以此观察光度计的线性度。 (5)旋转扇形 板 法:将不同透射率的扇形板置于样品光束中旋转,测出各点透射率并与真值进行 比较。 (6)光叠加法:利用双孔规来分段测量,然后用曲线判断线性度。 李昌厚教授[4]曾通过实践提出 L/L-CM 法(即双对数测量法),但是该方法需配制级数递增的不同浓 度试样,存在配样误差,所以本文提出了以体积分数测试光度计的线性度的方法,通过配制不同体积分数 的溶液,来测量其线性度。表1是几种线性度测试方法的比较。

3 实 验 本文利用水质仪标定法来配制标准液,通过定性配制溶液,测得溶液在特定波长的吸光度,从而得到 标准曲线,通过与比尔定律的直线部分对比,得到仪器的线性度。实验所用仪器及试剂有绿色食品染剂、移液器(1mL和5mL)、石英比色皿和搅拌机。 实验步骤如下: (1)由于食品染剂本身比较浓,首先稀释食品染料。因此,在54mL蒸馏水中加入6mL食品染剂,得到60mL的测试母液,设其体积分数为C0。 (2)在500mL的烧杯中加入150mL(设为V1)的蒸馏水,作为测试液。 (3)用移液枪将1mL(设为 体 积V0)的母 液 加 入 到500 mL 的烧 杯 中,并 搅 拌 均 匀,得 到 该 点 的 测 试液。 图1 260nm 处食品染剂的吸光度 用移液枪将测试液加入到石英比色皿,放 入 分 光 光 度计 的 样 品 槽,以 蒸 馏 水 作 为 参 照,测 量 在 波 长 260nm、 340nm和590nm 处的吸光度,并记录数据。 (5)将比色皿内的测试溶液倒回500mL的烧杯中,重复 步骤(3)和(4),直至测到仪器显示超出测量范围。

4 结 论 本文提出了一种无需计算溶液具体浓度,直接利用溶液体积分数比例关系就可测出仪器的线性度的 方法。在需要精确计算溶液浓度时,仅需再知道母液的浓度即可计算各个测试点的具体浓度,并且两次 测量的间距也是可以控制的,从而可以减少测试点,不用像溶液稀释法那样必须测85个点。 通过实验证实,该方法可以定性地测出仪器的线性度,测试溶液的体积分数可以由低到高一直增加, 直到光度计超出仪器的测试范围。该方法能很好地测出仪器的线性范围,获得更好的线性度,使仪器的 使用者得到更精确的实验结果。本方法也可在仪器的生产过程中测试其线性度,从而降低产品不良率。

 

 

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