第7章分光光度法

1、第7章 分光光度法 （約3萬(wàn)字 編者：史建軍） 內(nèi)容簡(jiǎn)介 分光光度法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種分子吸收光譜法，主要用于試樣中微量組分的定量測(cè)定。本章著重介紹分光光度法的基本原理、分光光度計(jì)的主要部件和幾種常見(jiàn)儀器的使用操作方法、可見(jiàn)分光光度法測(cè)定分析技術(shù)、目視比色法的原理和方法、分光光度法的實(shí)際應(yīng)用等。 學(xué)習(xí)要求 通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，要重點(diǎn)掌握光吸收定律、影響顯色反應(yīng)的因素和測(cè)量條件的選擇、儀器的基本構(gòu)造及使用方法、掌握利用分光光度計(jì)對(duì)試樣進(jìn)行分析測(cè)定的技能。 7. 1 概 述 許多物質(zhì)都是有顏色的，例如KMnO4水溶液呈紫紅色，K2Cr2O7水溶液呈橙色，Ni(NO3)2水溶液呈綠色，Cu2+在

2、水中呈藍(lán)色等。有些物質(zhì)本身無(wú)色或是淺色，但當(dāng)它們與某些試劑發(fā)生反應(yīng)后，也可以生成有色物質(zhì)，例如Fe3+與CNS 生成血紅色配合物；Fe2+與1.10-鄰菲羅啉（1,10-鄰二氮菲）生成橙紅色配合物；Cu2+與NH3生成深藍(lán)色配合物等。這些有色物質(zhì)溶液顏色的深淺與溶液的濃度有關(guān)，溶液的濃度愈大，顏色就愈深。濃度愈小，顏色就愈淺。因此，在分析中利用比較溶液顏色的深淺來(lái)測(cè)定溶液中有色物質(zhì)含量的方法稱為比色分析法。以人眼來(lái)檢測(cè)溶液顏色深淺的方法稱為目視比色法；以光電轉(zhuǎn)換器來(lái)檢測(cè)溶液顏色深淺的方法稱為光電比色法。利用分光光度計(jì)測(cè)定溶液對(duì)某一波長(zhǎng)光的吸收程度來(lái)分析被測(cè)物質(zhì)含量的方法稱為分光光度法。分光光度

3、法不僅能在可見(jiàn)光區(qū)（400780nm）測(cè)定有色物質(zhì)的含量，還能在紫外（200400nm）和紅外光區(qū)（300040000nm）測(cè)定物質(zhì)的含量和結(jié)構(gòu)。所以，分光光度法又分為可見(jiàn)分光光度法、紫外分光光度法、紅外分光光度法。本章僅著重討論可見(jiàn)分光光度分析。 分光光度法具有以下特點(diǎn)： （1）靈敏度高 重量分析和容量分析一般只適應(yīng)于常量組分（1）的測(cè)定，不能測(cè)定微量組分（ 0.011）和痕量組分（0.01），而分光光度法可測(cè)定濃度為10-510-6mol·L-1(達(dá)微克量級(jí))的物質(zhì)，相當(dāng)于含量為0.0010.0001,甚至更低。如果將被測(cè)組分事先加以富集（采用萃取、共沉淀等方法），靈敏度還可以提

4、高。非常適用于微量組分的測(cè)定。（2）準(zhǔn)確度較高 分光光度分析一般相對(duì)誤差為25，看起來(lái)它的準(zhǔn)確度比重量分析法和容量分析法低得多，但對(duì)于微量組分的測(cè)定，已完全滿足要求。在微量的情況下，重量分析法和容量分析法是無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。（3）操作簡(jiǎn)便，分析速度快 分光光度法所使用的儀器設(shè)備并不復(fù)雜，操作也比較簡(jiǎn)單。試驗(yàn)溶液進(jìn)行分析時(shí)，一般只經(jīng)歷顯色和吸光度測(cè)定兩個(gè)步驟，就可以得出分析結(jié)果。在生產(chǎn)過(guò)程的例行分析中，一般幾分鐘，甚至數(shù)十秒就可報(bào)出結(jié)果。 （4）使用成本低 儀器設(shè)備價(jià)格便宜，分析時(shí)所用的試劑數(shù)量較少，因而使用費(fèi)用較低。（5）應(yīng)用范圍廣 幾乎所有的無(wú)機(jī)物和許多有機(jī)物都可以直接或間接用此法進(jìn)行分析測(cè)

5、定。因此，在石油、化工、冶金、國(guó)防、刑偵、環(huán)保、食品、質(zhì)檢、科研等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在分析儀器制造中的廣泛應(yīng)用，各種新型智能分析儀器將不斷出現(xiàn)，例如可自動(dòng)計(jì)算、儲(chǔ)存、分析數(shù)據(jù)，打印、顯示反應(yīng)濃度、酸度、時(shí)間、速度、溫度與吸光度的關(guān)系等功能。使人們獲得更多、更準(zhǔn)確、更全面的信息。7.2 光的吸收定律7.2.1朗伯-比爾定律 7.2.1.1 光的基本性質(zhì) 光是一種電磁波，具有波動(dòng)性和粒子性。光既是一種波，它具有波長(zhǎng)（）、頻率（）和光速（c），它們的關(guān)系是 · = c （7-1）式中的單位為nm(納米)；的單位為Hz（赫茲）；c為3×1010cm

6、·s-1（真空中）光也是一種粒子，它具有能量（E）。它們的關(guān)系是 E = h = h· (7-2)式中E為能量，單位是eV(電子伏特)；h為普朗克常數(shù)（6.627×10-34J·s）；為頻率，單位是Hz；c為光速；為波長(zhǎng)，單位是nm 。 從式7-2可見(jiàn)，不同波長(zhǎng)的光，能量不同，波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，能量愈小，波長(zhǎng)愈短，能量愈大。將電磁波（光）按波長(zhǎng)或頻率排列成圖表，則該表稱為電磁波譜。 表7-1電磁波譜波譜名稱波長(zhǎng)范圍頻率/MHz光子能量/eV躍遷能級(jí)類型分析方法射線射線遠(yuǎn)紫外線近紫外線可見(jiàn)光近紅外線中紅外線遠(yuǎn)紅外線微波無(wú)線電波5×10-30.14nm10

7、-210nm10200nm200380nm400780nm0.752.5m2.550m501000m0.1100cm11000m6×10142×10123×10143×10103×10101.5×1091.5×1097.5×1087.5×1084.0×1084.0×1081.2×1081.2×1086.0×1066.0×1061051051021020.12.5×1068.3×1031.2×1061.2×1

8、02125663.13.11.71.70.50.50.022×10-24×10-44×10-44×10-74×10-74×10-10核能級(jí)內(nèi)層電子能級(jí)原子及分子的價(jià)電子或成鍵電子能級(jí)分子振動(dòng)能級(jí)分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)核自旋能級(jí)射線光譜法真空紫外光譜法紫外分光度法可見(jiàn)分光光度法近紅外光譜法中紅外光譜法遠(yuǎn)紅外光譜法微波光譜法核磁共振光譜法 具有同一波長(zhǎng)的光，稱為單色光。純單色光很難獲得，激光的單色性雖然很好，但也只是接近于單色光。含有多種波長(zhǎng)的光稱為復(fù)合光，日光、白熾燈光等白光都是復(fù)合光。能被人肉眼感覺(jué)的光稱為可見(jiàn)光，其波長(zhǎng)范圍是400780nm。

9、波長(zhǎng)小于400nm的紫外光和波長(zhǎng)大于780nm的紅外光均不能被人的眼睛感覺(jué)，所以這些波長(zhǎng)范圍的光是看不到的。在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，不同波段的光刺激人的眼睛后，會(huì)產(chǎn)生不同顏色的感覺(jué)。見(jiàn)表7-2。日光中的可見(jiàn)光（白光也是復(fù)合光）就是這些不同波段的色光混合而成的。把復(fù)合光分解成單色光的過(guò)程，叫光的色散。當(dāng)一束白光通過(guò)棱鏡后就會(huì)色散為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光。實(shí)驗(yàn)證明，不僅七色光可以混合成白光，其中的兩種色光按一定強(qiáng)度混合也可以成為白光。這兩種白光稱為互補(bǔ)色光。圖7-1中處于直線關(guān)系的兩種色光為互補(bǔ)色光，例如橙色光和青藍(lán)色光、綠色光和紫色光、黃色光和藍(lán)色光都是互補(bǔ)色光。 青藍(lán)青紅藍(lán)黃橙紫綠白光表7-

10、2各種色光的波長(zhǎng) 顏色波長(zhǎng)紫色藍(lán)色青色綠色黃色橙色紅色400450450480480500500560560590590620620760圖7-1互補(bǔ)色光示意圖 7.2.1.2物質(zhì)的顏色和對(duì)光的選擇性吸收 （1）物質(zhì)的顏色如果把不同顏色的物體放在黑暗處，什么顏色也看不到。可見(jiàn)，物質(zhì)的顏色與光有密切的關(guān)系，物質(zhì)的顏色由光的組成和物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)共同決定。當(dāng)白光照射到固體物質(zhì)上時(shí)，如果物質(zhì)對(duì)各種波長(zhǎng)的光完全吸收，則呈黑色；如果完全反射，則呈白色；如果對(duì)各種波長(zhǎng)的光均勻吸收，則呈灰色；如果選擇吸收某些波長(zhǎng)的光，則呈反射或透射光的顏色。溶液呈不同顏色是由溶液中的離子或分子對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有選擇性吸收而引

11、起的，溶液的顏色是它吸收光的互補(bǔ)光色 。見(jiàn)表7-3。表7-3 物質(zhì)的顏色與吸收光顏色和波長(zhǎng)的關(guān)系物質(zhì)的顏色吸收光顏色波長(zhǎng)黃綠黃橙紅紫紅紫藍(lán)青藍(lán)青紫藍(lán)青藍(lán)青綠黃綠黃橙紅400450450480480490490500500560560580580600600650650760當(dāng)一束光（強(qiáng)度為I0）通過(guò)下列幾種溶液時(shí)，溶液呈現(xiàn)的顏色和吸收光的關(guān)系見(jiàn)圖7-2，吸收青藍(lán)I0橙色光吸收綠光I0紫色光I0I0 (a)無(wú)色透明溶液 (b)KMnO4溶液 (d)K2CrO7溶液吸收青光均勻吸收全部吸收I0I0紅色光灰色光I0 (e)Fe(CNS)3溶液 （f）黑色溶液 （g）均勻吸收溶液圖7-2溶液呈現(xiàn)的顏色

12、和吸收光的關(guān)系（2）物質(zhì)吸收光譜曲線 溶液對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收程度并不相同，如果將不同波長(zhǎng)的光依次通過(guò)某一固定濃度的溶液，測(cè)量每一波長(zhǎng)下有色溶液對(duì)光的吸收程度（即吸光度），以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)、以吸光度為縱坐標(biāo)作圖，得到一曲線。曲線描述了物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收能力，稱為吸收光譜曲線。如圖7-3所示。圖7-3是三個(gè)不同濃度的KMnO4溶液的吸收光譜曲線。從圖上可以看出：KMnO4溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光吸收程 圖7-3 KMnO4溶液的吸收曲線1 C（KMO4）=1.56×10-4mol·L-12 C（KMO4）=3.12×10-4mol·L-13 C（KMO4）=4.6

13、8×10-4mol·L-1度不同，對(duì)波長(zhǎng)為525nm的綠色光吸收最多，在吸收曲線上形成一高峰（稱為吸收峰），而對(duì)紅光和紫光吸收很少，因此KMnO4溶液呈紫紅色。光吸收程度最大處所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)（常以max表示）。在進(jìn)行光度測(cè)定時(shí)， 選定在max處測(cè)量，可以得到最大的靈敏度。不同濃度的KMnO4溶液的吸收曲線形狀相似，最大吸收波長(zhǎng)也相同，所不同的是吸收高峰隨濃度的增加而增高。不同物質(zhì)溶液的吸收曲線，其形狀和最大吸收波長(zhǎng)都各不相同。因此，可以利用吸收曲線作為定性、定量分析的依據(jù)。 7.2.1.3朗伯-比耳定律 （1） 透射比和吸光度當(dāng)一束光通量為0的單色光垂直照射在

14、含有吸光物質(zhì)的均勻溶液時(shí)，一部分光被溶液吸收，透過(guò)溶液的光通量tr減少。其比值 tr0表示溶液對(duì)光的透射程度，稱為透射比（也稱透光率），用符號(hào)表示。 = （7-3）可見(jiàn)透射比愈大說(shuō)明溶液對(duì)光的透射程度愈大吸收愈小，反之愈小則溶液對(duì)光的透射程度愈小吸收愈大。用百分?jǐn)?shù)表示，又稱百分透射比。有色溶液對(duì)入射光的吸收程度稱為吸光度（也稱吸光率），用符號(hào)A表示, 且 A = lg=lg=lg (7-4) (2)朗伯定律 1768年朗伯（S.H.Lambert）研究了物質(zhì)對(duì)光的吸收與吸光物質(zhì)的厚度的關(guān)系，證明入射光強(qiáng)度一定、溶液濃度、溫度一定時(shí)，溶液的吸光度與液層厚度（b）成正比，即 A = k1 b (7

15、-5) 式中k1為比例常數(shù)，它與入射光的波長(zhǎng)、溶液的性質(zhì)、濃度和溫度有關(guān)。(3)比耳定律 1859年，比耳（Beer）研究了不同濃度的溶液對(duì)光吸收的定律，證明當(dāng)入射光的強(qiáng)度、溶液液層厚度和溫度一定時(shí)，溶液的吸光度與溶液的濃度（c）成正比，即 A = k2c (7-6)(4)朗伯-比耳定律 當(dāng)溶液厚度和濃度都可改變時(shí)，就要考慮兩者同時(shí)對(duì)吸光度的影響，將朗伯定律和比耳定律合并為朗伯-比耳定律，即 A = kbc (7-7)朗伯-比耳定律不僅適用于可見(jiàn)光，也適用于紅外光和紫外光，它是分光光度法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)。應(yīng)用朗伯-比耳定律的條件：一必須使用單色光，二吸收發(fā)生在均勻的介質(zhì)中，三吸收過(guò)程中，

16、吸光物質(zhì)互相不發(fā)生作用。 7.2.2朗伯-比耳定律在比色分析中的應(yīng)用7.2.2.1吸光系數(shù)朗伯-比耳定律中的比例常數(shù)K稱為吸光系數(shù)，其物理意義是：?jiǎn)挝粷舛鹊娜芤阂簩雍穸葹?cm時(shí)，在一定波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度。K值的大小取決于吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長(zhǎng)、溶液溫度、和溶劑性質(zhì)等，與溶液濃度和液層厚度無(wú)關(guān)。但K值的大小因溶液濃度所采用的單位不同而不同。（1） 摩爾吸光系數(shù) 當(dāng)溶液的濃度以物質(zhì)的量濃度（mol·L-1）表示，液層厚度以厘米（cm）表示時(shí)，相應(yīng)的比例常數(shù)K稱為摩爾吸光系數(shù)，以表示，其單位為L(zhǎng)·mol-1·cm-1。因此，式（7-7）可改寫成 A = bc (7

17、-8)摩爾吸光系數(shù)的物理意義是：濃度為1mol·L-1的溶液，于厚度為1cm的吸收池中，在一定波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度。摩爾吸光系數(shù)是吸光物質(zhì)的重要參數(shù)，它表示物質(zhì)對(duì)某一特定波長(zhǎng)光的吸收能力。愈大，該物質(zhì)對(duì)某波長(zhǎng)光的吸收能力愈強(qiáng)，測(cè)定的靈敏度也就愈高。因此，測(cè)定時(shí)，選擇摩爾吸光系數(shù)大的有色化合物進(jìn)行測(cè)定，選擇摩爾吸光系數(shù)值最大的波長(zhǎng)作為入射光。一般認(rèn)為1×104L·mol-1·cm-1靈敏度較低；在1×1046×104L·mol-1·cm-1為中等靈敏度；6×104L·mol-1·cm-1為

18、高靈敏度。摩爾吸光系數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。在實(shí)際測(cè)量中，不可能取1mol·L-1這樣高濃度的溶液來(lái)測(cè)量摩爾吸光系數(shù)，只能在稀溶液中測(cè)量后，計(jì)算出摩爾吸光系數(shù)?！纠?-1】含F(xiàn)e2+離子濃度500g·L-1的溶液，與顯色劑1.10-鄰菲羅啉反應(yīng)，生成橙紅色配合物，在波長(zhǎng)為508nm，吸收池的厚度為2cm條件下，測(cè)得吸光度為0.197，試計(jì)算有色物質(zhì)1.10-鄰菲羅啉亞鐵的摩爾吸光系數(shù)解 Fe的摩爾質(zhì)量為55.85g·mol-1 C（Fe2+） = = 8.95×10-6 (mol·L-1)故 = = =1.1×104 (L·mol-1

19、·cm-1 )(2)質(zhì)量吸光系數(shù)質(zhì)量吸光系數(shù)適用于摩爾質(zhì)量未知的化合物。若溶液的濃度以質(zhì)量濃度（g·L-1）表示，液層厚度以厘米（cm）表示，相應(yīng)的吸光度為質(zhì)量吸光度，以a表示，單位為L(zhǎng)·g-1·cm-1。式（7-7）可改寫成 A = ab (7-9)7.2.2.2.吸光度的加和性多組分體系中，在某一波長(zhǎng)下，如果溶液中存在多種吸光物質(zhì)，相互之間不發(fā)生作用，則溶液在該波長(zhǎng)的總吸光度等于各組分吸光度之和，即吸光度具有加和性。表示如下： A總=A1+A2+A3+An= (7-10)利用這個(gè)性質(zhì)，可以進(jìn)行多組分混合物的定量分析。7.2.2.3偏離光吸收定律的主要

20、原因圖7-4 偏離光吸收定律濃度吸光度正偏離負(fù)偏離根據(jù)吸收定律,當(dāng)一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的入射光通過(guò)一定厚度的溶液時(shí)，吸光度和溶液的濃度成正比，即A = kbc 。吸光度對(duì)溶液作圖可得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，該直線稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線（或標(biāo)準(zhǔn)曲線）。在實(shí)際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線不成直線或不通過(guò)原點(diǎn)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為偏離光吸收定律。如果標(biāo)準(zhǔn)曲線向上偏（實(shí)際吸光度比理論值大）稱為正偏離光吸收定律；標(biāo)準(zhǔn)曲線向下偏（實(shí)際吸光度比理論值?。┓Q為負(fù)偏離光吸收定律，如圖7-4所示。引起偏離光吸收定律的原因很多，但主要有以下幾方面。（1）入射單色光不純引起的偏離 吸收定律成立的前提條件是入射光為單色光，在實(shí)際工作中單色器提

21、供的是波長(zhǎng)范圍較窄的光帶，嚴(yán)格地說(shuō)仍然是復(fù)合光。由于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收程度不同（即吸光系數(shù)不同），導(dǎo)致偏離光吸收定律。（2）溶液中的化學(xué)反應(yīng)引起的偏離 溶液中的吸光物質(zhì)因離解、締合、形成新的化合物而改變了吸光物質(zhì)的濃度，導(dǎo)致對(duì)光吸收定律的偏離。為此應(yīng)控制好顯色條件，控制溶液的化學(xué)平衡，防止偏離的產(chǎn)生。（3）比耳定律的局限性引起的偏離 比耳定律只適用于濃度小于0.01mol·L-1的稀溶液。溶液濃度過(guò)高將導(dǎo)致偏離比耳定律。因此在測(cè)量中，被測(cè)溶液的濃度要控制在0.01mol·L-1以內(nèi)，避免產(chǎn)生偏離。7.3 顯色反應(yīng)及測(cè)量條件的選擇7.3.1影響顯色反應(yīng)的因素 7.3.1.

22、1顯色反應(yīng)在比色分析和可見(jiàn)分光光度分析中，要利用測(cè)量有色物質(zhì)對(duì)某一單色光吸收程度來(lái)進(jìn)行測(cè)定。而許多物質(zhì)本身無(wú)色或淺色，它們的吸光度很小，這就需要將試樣中的被測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物，這種反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)。與被測(cè)組分反應(yīng)生成有色化合物的試劑稱為顯色劑。顯色反應(yīng)分為氧化還原反應(yīng)和配位反應(yīng)兩大類，也可以兼有上述兩種反應(yīng)，其中配位反應(yīng)應(yīng)用最為普遍。7.3.1.2對(duì)顯色反應(yīng)的要求在分析測(cè)定中，同一組分可與多種顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)，生成各種不同的有色物質(zhì)。選用那種顯色劑較好呢？應(yīng)該考慮以下幾個(gè)因素。（1） 選擇性好。一種顯色劑最好只與一種被測(cè)組分起顯色反，或顯色劑與共存組分生成的有色化合物的吸收峰相隔較遠(yuǎn)，這

23、樣干擾少。（2） 靈敏度高。分光光度法一般測(cè)定微量組分，這就要求靈敏度較高。有色化合物的摩爾吸光系數(shù)愈大，靈敏度愈高。但靈敏度高的顯色反應(yīng)，不一定選擇性好。對(duì)高含量的組分，并不要求高靈度的顯色反應(yīng)。（3） 有色化合物組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。在測(cè)定過(guò)程中吸光度才能保持基本不變，否則會(huì)影響吸光度測(cè)定的準(zhǔn)確度和再現(xiàn)性。（4） 如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑之間顏色差別要大，這樣，試劑空白值小測(cè)定的準(zhǔn)確度高。（5） 顯色反應(yīng)的條件要易于控制，保證有較好的再現(xiàn)性。7.3.1.3顯色劑常用的顯色劑有兩大類，即無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑。（1） 無(wú)機(jī)顯色劑 許多無(wú)機(jī)試劑能與金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)，如Cu

24、2+與NH3·H2O形成深藍(lán)色配合物Cu(NH3)，CNS-與Fe3+形成紅色的配合物Fe(CNS)3或Fe(CNS)2+等等。但多數(shù)無(wú)機(jī)顯色劑靈敏度和選擇性都不高，性能較好有實(shí)用價(jià)值的無(wú)機(jī)顯色劑如表7-4。表7-4 常用的無(wú)機(jī)顯色劑顯色劑測(cè)定元素反應(yīng)介質(zhì)有色化合物的組成顏色最大吸收波長(zhǎng)硫氰酸鹽鐵鉬鎢鈮錸0.10.8mol·L-1HNO31.52mol·L-1H2SO41.52mol·L-1H2SO434mol·L-1HCl6mol·L-1HClFe(CNS)52-Mo(CNS)6-MoO(CNS)52-W(CNS)6-WO(CNS)

25、52-NbO(CNS)4-ReO(CNS)-4紅橙黃黃黃480460405420420鉬酸銨硅磷鎢硅磷釩0.150.3mol·L-1H2SO40.15mol·L-1H2SO446mol·L-1HCl稀酸性稀HNO3酸性硅鉬藍(lán)磷鉬藍(lán)磷鎢藍(lán)硅鉬雜多酸磷鉬釩雜多酸磷鉬釩雜多酸藍(lán)藍(lán)藍(lán)黃黃黃670820670820660420430420氨水銅鈷鎳濃氨水濃氨水濃氨水Cu(NH3)42+Co(NH3)62+Ni(NH3)62+藍(lán)紅紫620500580過(guò)氧化氫鈦釩鈮12mol·L-1H2SO46.53mol·L-1H2SO418mol·L-1H2S

26、O4TIO(H2O2)2+VO(H2O2)3+Nb2O3(SO4)2( H2O2)黃紅橙黃420400450360(2)有機(jī)顯色劑 許多有機(jī)顯色劑與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，且顏色鮮明，顯色反應(yīng)的選擇性和靈敏度都比較高。有機(jī)顯色劑種類很多，實(shí)際應(yīng)用廣泛。常用的有機(jī)顯色劑見(jiàn)表7-5。表7-5 常用的有機(jī)顯色劑顯色劑測(cè)定元素反應(yīng)介質(zhì)max / nm/(L·mol-1·cm-1)磺基水楊酸Fe2+PH235201.6×1031.10-鄰菲羅啉Fe2+Cu2+PH395104351.1×1047×103丁二酮肟Ni()氧化劑存在、堿性4701.3

27、15;1031-亞硝基-2-苯酚Co2+4152.9×104鈷試劑Co2+5701.13×105雙硫腙Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+不同酸度490550（Pb520）4.5×1043×104(Pb6.8×104)偶氮砷()Th()、Zr()、La3+、Ce4+、Ca2+、Pb2+強(qiáng)酸至弱酸665675（Th665）1×1041.3×105(Th1.3×105)RAR(吡啶偶氮間苯二酚)Co、Pd、Nb、TaTh、In、Mn不同酸度（Nb550）(Nb3.6×104)二甲酚橙Zr()、Hf

28、()、Nb()、Uo22+、Bi3+、Pb2+不同酸度530580（Hf530）1.6×1045.5×104(Hf4.7×104)鉻天菁SAlPH55.85305.9×104結(jié)晶紫Ca7mol·L-HC lCHCl3丙酮萃取5.4×104羅丹明BCa、Tl6mol·L-HCl苯萃取1mol·L-HBr異丙醚萃取6×1041×105孔雀綠Ca6mol·L-HCl、C6H5Cl-CCl4萃取9.9×104亮綠TlB0.010.1mol·L-1HBr乙酸乙酯萃取PH3.5

29、苯萃取7×1045.2×1047.3.1.4影響顯色反應(yīng)的因素顯色反應(yīng)是否滿足分光光度法的要求，除了與顯色劑的性質(zhì)有關(guān)外，還與顯色劑的用量、顯色反應(yīng)的酸度、顯色溫度、顯色時(shí)間等因素有關(guān)。如果控制不好這些顯色條件，將會(huì)嚴(yán)重影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。（1）顯色劑的用量 顯色反應(yīng)可以用下式表示：M + R MR （被測(cè)組分） （顯色劑） （有色化合物）從化學(xué)平衡角度看，為使顯色反應(yīng)盡可能地進(jìn)行完全，一般需要加入過(guò)量的顯色劑。但也不是顯色劑越多越好，顯色劑太多，往往會(huì)引起副反應(yīng)，對(duì)測(cè)定不利。顯色劑的適宜用量一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，即作A- cR曲線，獲得顯色劑適宜的用量。具體的方法是：固定

30、被測(cè)組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，測(cè)定其吸光度值，繪制吸光度（A）顯色劑濃度（cR）曲線，一般可能出現(xiàn)以下三種情況，如圖7-5。圖7-5（a）的曲線表明，顯色劑濃度在a-b范圍內(nèi)吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，可以在這個(gè)范圍內(nèi)選擇顯色劑用量。這類曲線較常見(jiàn)，顯色反應(yīng)生成的有色配合物較穩(wěn)定，對(duì)顯色劑用量控制要求不嚴(yán)格，適用于分光光度法。圖7-5（b）的曲線表明，顯色劑濃度在a-b范圍內(nèi)吸光度比較穩(wěn)定，因此要嚴(yán)格控制顯色劑用量。圖7-5（c）曲線表明，吸光度隨顯色劑濃度的增大而增大，必須十分嚴(yán)格的控制顯色劑用量，才能得到符合要求的分析結(jié)果。圖7-5吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系曲線 (2)溶液的酸度

31、溶液的酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是多方面的，溶液的酸度直接影響金屬離子和顯色劑存在的形式、有色配合物的組成和穩(wěn)定性。因此，必須控制好溶液適宜的酸度。 酸度對(duì)配合物組成的影響 同種金屬離子與同種顯色劑反應(yīng)，若酸度不同，生成配合物的配位數(shù)、顏色也不同。例如Fe3+與水楊酸在不同酸度下，生成不同配位比的配合物。PH=4 Fe(C7H4O3)+ 紫紅色（1：1）PH47 Fe(C7H4O3)2- 橙紅色（1：2）PH810 Fe(C7H4O3)33- 黃色 （1：3）可見(jiàn)，控制一定的溶液酸度，得到組成恒定的有色配合物，才能獲得好的分析結(jié)果。 酸度對(duì)配合物穩(wěn)定性的影響 當(dāng)溶液酸度增大時(shí)，顯色劑的有效濃度減小，

32、顯色能力減弱，有色配合物的穩(wěn)定性隨之降低。酸度對(duì)顯色劑顏色的影響 許多顯色劑是有機(jī)弱酸，本身就具有酸堿指示劑的性質(zhì)，溶液酸度變化，顯色劑的顏色也發(fā)生變化。例如PAR（吡啶偶氮間苯二酚）用H2R表示，它的顏色與酸度的關(guān)系如下。PH=2.14.2 黃色 （H2R）PH=47 橙色 （HR-）pH10 紅色 （R2-）PAR可與多種離子生成紅色的配合物，在堿性溶液中顯色劑本身的顏色與配合物的顏色相近，無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。 酸度對(duì)金屬離子存在狀態(tài)的影響 溶液酸度過(guò)低可能引起金屬離子水解，破壞有色配合物組成和穩(wěn)定性，使溶液顏色變化，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。故溶液酸度不能太低。綜上所述，酸度對(duì)顯色的影響很大，而且表現(xiàn)在許

33、多方面。因此，顯色反應(yīng)最適宜的酸度是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的。其方法是：固定溶液中的被測(cè)組分和顯色劑的濃度，改變?nèi)芤旱膒H值，測(cè)定吸光度，作出A-pH曲線，如圖7-6所示。應(yīng)選擇與曲線平坦部分相對(duì)應(yīng)的pH值作為測(cè)定控制酸度范圍。 (3) 顯色溫度 不同的顯色反應(yīng)要求不同的溫度，大多數(shù)顯色反應(yīng)可以在室溫（1530°C）下進(jìn)行，但有些反應(yīng)需要較高的溫度才能比較快的進(jìn)行。例如硅鉬藍(lán)法測(cè)微量的硅,在室溫下需要30分鐘，而在沸水浴中僅需30秒即可完成。有的有色物質(zhì)加熱時(shí)易分解，例如Fe(CNS)3,加熱很快分解。圖7-56 吸光度A與pH的關(guān)系曲線pHA不同的顯色反應(yīng)最適宜的顯色溫度是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的

34、。(4)顯色時(shí)間 顯色反應(yīng)的速度不盡相同，溶液顏色達(dá)到穩(wěn)定需要的時(shí)間也不同。一般從兩個(gè)方面來(lái)考慮顯色時(shí)間，一是顯色反應(yīng)完成所需要的時(shí)間，稱為顯色（或發(fā)色）時(shí)間；二是顯色后有色物質(zhì)顏色保持穩(wěn)定的時(shí)間，稱為穩(wěn)定時(shí)間。適宜的顯色時(shí)間要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。其方法是：配制一顯色溶液，從加入顯色劑開(kāi)始，每隔一定的時(shí)間測(cè)一次吸光度，繪制吸光度曲線。曲線平坦的部分對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是測(cè)定吸光度適宜的時(shí)間范圍。(5)溶劑 溶劑對(duì)顯色反應(yīng)的影響表現(xiàn)在以下幾方面。溶劑影響配合物的離解度 許多有色化合物在水中離解度較大，而在有機(jī)溶劑中離解度很小，例如在Fe(CNS)3溶液中加入可與水混合的有機(jī)溶劑（如丙酮），由于降低了Fe(CN

35、S)3離解度而使顏色加深，提高了測(cè)定的靈敏度。溶劑影響配合物的顏色 溶劑可以改變配合物的顏色，例如Co(CNS)42-在水中無(wú)色，而在乙醇等有機(jī)溶劑中呈藍(lán)色。溶劑影響顯色反應(yīng)的速度 有時(shí)有機(jī)溶劑可以提高顯色反應(yīng)的速度，例如氯代磺酚S測(cè)定Nb（鈮）時(shí)，在水溶液中顯色需幾小時(shí)，加入丙酮后，僅需30min。（6）共存離子的干擾和消除方法 在以下幾種情況下共存離子會(huì)造成干擾：共存離子本身具有顏色。如Fe3+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Cr3+等有色離子的存在影響被測(cè)離子的測(cè)定。共存離子與顯色劑或被測(cè)組分反應(yīng)，生成更穩(wěn)定的配合物或發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使顯色劑或被測(cè)組分濃度降低，阻礙顯色反應(yīng)，使測(cè)定結(jié)果

36、偏低。共存離子與顯色劑反應(yīng)生成有色化合物或沉淀，使測(cè)定結(jié)果偏高。共存離子與顯色劑反應(yīng)生成無(wú)色化合物，大量消耗顯色劑，使顯色反應(yīng)不完全而干擾測(cè)定。如用磺基水楊酸測(cè)Fe2+時(shí),Al3+也與磺基水楊酸生成無(wú)色配合物，消耗磺基水楊酸，使Fe2+的配位顯色反應(yīng)不完全，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。消除干擾的方法：控制溶液酸度 許多顯色劑都是有機(jī)弱酸，控制溶液酸度使被測(cè)離子顯色，而干擾離子不顯色。這是消除共存離子干擾的簡(jiǎn)便而重要的方法，例如以磺基水楊酸測(cè)定Fe2+時(shí)，共存離子Cu2+也能與磺基水楊酸生成黃色配合物。把溶液酸度控制在pH=2.5時(shí)，Cu2+就不與磺基水楊酸生成黃色配合物而消除干擾。加入掩蔽劑 在顯色溶液

37、中加入一種只與干擾離子反應(yīng)的掩蔽劑，這是一種消除干擾的有效方法，要求掩蔽劑和生成的掩蔽產(chǎn)物的顏色必須不干擾測(cè)定。常用的掩蔽劑如表7-6表7-6 可見(jiàn)分光光度法常用的掩蔽劑掩蔽劑pH被掩蔽離子KCNpH8Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Hg2+、Ca2+、Ag+、Ti4+及鉑族元素PH=6Cu2+、Co2+、Ni2+NH4FPH=46Al3+、Ti4+、Sn2+、Zr4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Be2+酒石酸PH=5.5Fe3+、Al3+、Sn4+、Sb3+、Ca2+PH=56UO2-2PH=67.5Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+、Mo4+、Nb5+、Sb3+、W6+、UO

38、2+2PH=10Al3+、Sn4+草酸PH=2Sn4+、Cu2+及稀土元素PH=5.5Zr4+、Th4+、Fe3+、Fe2+、Al3+檸檬酸PH=56UO2+2、Th4+、Sr2+、Zr4+、Sb3+、Ti4+PH=7Nb5+、Ta5+、Mo4+、W6+、Ba2+、Fe3+、Cr3+抗壞血酸（維生素C）PH=12Fe3+PH=2.5Cu2+、Hg2+、Fe3+PH=56Cu2+、Hg2+改變干擾離子價(jià)態(tài) 利用氧化還原反應(yīng)改變干擾離子價(jià)態(tài)，使干擾離子不與顯色劑反應(yīng)，以消除干擾。例如以鉻天菁S顯色Al3+時(shí),為了消除Fe3+的干擾，可加抗壞血酸或鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+。選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)定波長(zhǎng)

39、 應(yīng)兼顧“吸光度最大、干擾最小”的原則選擇入射光波長(zhǎng)（測(cè)量），以避開(kāi)干擾。例如用4-氨基安替吡啉顯色測(cè)定廢水中揮發(fā)酚時(shí)，顯色劑和氧化劑鐵氰化鉀都呈黃色，有干擾，選擇波長(zhǎng)為520nm單色光可消除干擾選擇合適的參比溶液可以消除顯色劑和一些共存離子的干擾。分離干擾離子 以上方法都難以消除干擾時(shí)，可采用電解法、沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法等分離方法分離干擾離子。 7.3.2 測(cè)量條件的選擇在測(cè)定吸光物質(zhì)的吸光度時(shí)，測(cè)定的準(zhǔn)確度和靈敏度受很多因素的影響。除了要選擇和控制適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)條件外，還要選擇適當(dāng)?shù)墓舛葴y(cè)量條件。7.3.2.1測(cè)定波長(zhǎng)的選擇在進(jìn)行被測(cè)溶液吸光度測(cè)量時(shí)，首先要選擇適合的入射光波長(zhǎng)，

40、以保證測(cè)定的準(zhǔn)確度和靈敏度。選擇入射光波長(zhǎng)可根據(jù)被測(cè)組分的吸收曲線，選擇最大吸收波長(zhǎng)（max）為測(cè)定波長(zhǎng)，若吸收峰附近存在吸收干擾，應(yīng)兼顧“吸光度最大、干擾最小”的原則選擇入射光波長(zhǎng)（測(cè)量），以避開(kāi)干擾。 7.3.2.2 吸光度范圍的選擇為了減小由儀器引起的誤差，使測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高，一般將測(cè)量的吸光度度控制在0.20.8范圍內(nèi)。為此，可以從以下兩方面來(lái)考慮：（1）控制被測(cè)溶液的濃度，如改變?nèi)恿?、改變顯色后溶液的體積等。（2）選擇不同厚度的吸收池，以調(diào)節(jié)吸光度的大小。 7.3.2.3 參比溶液的選擇在分光光度分析中，測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的吸光度時(shí)，由于溶劑、試劑等對(duì)入射光的吸收，造成誤差（結(jié)果偏高

41、）。為了使光通量的減少只與溶液中被測(cè)物質(zhì)的濃度有關(guān)，需要合適的溶液作參比溶液（空白溶液），以調(diào)節(jié)儀器吸光度（A）零點(diǎn)（透射比 =100%），這實(shí)際上是以通過(guò)參比池的光作為入射光來(lái)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的吸光度。這樣可消除顯色溶液中其他有色物質(zhì)的干擾，真實(shí)地反映被測(cè)物質(zhì)的吸光度。常見(jiàn)的參比溶液有以下幾種。（1）溶劑參比 當(dāng)試樣溶液中只有待測(cè)組分與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)入射光有吸收，共存的其它組分對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)的光幾乎不吸收時(shí)，可以用溶劑作參比溶液。（2）試劑參比 若顯色劑或其它試劑對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)的光有吸收，應(yīng)使用試劑參比溶液。也就是按顯色反應(yīng)相同的條件，與試樣溶液進(jìn)行平行操作，只是不加試樣。試劑參比溶液可以消除試劑中

42、的組分產(chǎn)生的影響。多數(shù)情況下都是采用試劑溶液作參比溶液。（3）試樣參比 當(dāng)試樣中其它共存組分有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)，且顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)不吸收時(shí)，可用試樣參比溶液，就是按顯色反應(yīng)相同的條件，與試樣溶液進(jìn)行平行操作，只是不加顯色劑。用這種參比溶液可以消除試樣中干擾組分的影響。（4）褪色參比 若試樣基體和顯色劑均有色，對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)的光有吸收，可以在顯色溶液中加入特定的褪色劑（配位劑、氧化劑、或還原劑），選擇性地與被測(cè)離子反應(yīng)，生成無(wú)色物質(zhì)，使顯色物質(zhì)褪色，此溶液稱褪色參比溶液。例如用鉻天菁S法測(cè)鋁，鉻天菁S與Al3+反應(yīng)顯色后，加入NH4F奪取Al3+生成無(wú)色的AlF6-,使鋁與鉻天菁S配合物腿色。

43、褪色參比溶液可消除顯色劑和樣品中微量共存離子的吸收干擾。7.4 目視比色法與分光光度計(jì)7.4.1 目視比色法直接用眼睛觀察，比較溶液顏色深淺以確定物質(zhì)含量的分析方法稱為目視比色法。由于目視比色法所用儀器簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，盡管與其它方法相比誤差較大，在一些對(duì)準(zhǔn)確度要求不高的分析中仍然廣泛應(yīng)用。7.4.1.1 方法概要 將有色被測(cè)溶液與有色標(biāo)準(zhǔn)溶液在相同的條件下進(jìn)行顏色比較，根據(jù)式（7-8） 朗伯 - 比耳定律A = bc ，若溶液厚度、顏色深淺度相同，兩者的濃度就相同。 7.4.1.2 測(cè)定方法目視比色法有多種形式，標(biāo)準(zhǔn)系列法是常用的定量分析形式。具體操作方法是：取一套直徑、長(zhǎng)度、玻璃厚度、玻璃成

44、分都相同的平底比色管（容量有10ml、25ml、50ml、100ml幾種）插入比色管架中（如圖7-7）依次加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)溶液和等量顯色劑及其它輔助試劑，用蒸餾水或其它溶劑稀釋至標(biāo)線（相同體積），配制成一套顏色逐漸加深的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（標(biāo)準(zhǔn)色階）。將一圖7-7 目視比色管及比色管架定量的待測(cè)試液在同樣的條件下，按同樣的要求顯色、稀釋，由管口垂直向下觀察（有時(shí)也可以從側(cè)面觀察）、比較，若待測(cè)溶液與標(biāo)準(zhǔn)色階中某一標(biāo)準(zhǔn)溶液顏色深淺相同，則其濃度亦相同。若介于相鄰兩標(biāo)準(zhǔn)溶液之間，則待測(cè)溶液的濃度為兩標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的平均值。7.4.1.3目視比色法的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：儀器簡(jiǎn)單，操作方便，適宜于大批樣品的分析。

45、 比色管很長(zhǎng)，從上往下看顏色很淺的溶液也容易比較，故靈敏度較高，適于微量組分的測(cè)定。 不需要單色光，可直接在復(fù)合光（白光）下進(jìn)行測(cè)定，因此某些溶液中的顯色反應(yīng)不符合朗伯-比耳定律，仍可以用此法進(jìn)行測(cè)定。（2）缺點(diǎn)：主觀誤差較大，準(zhǔn)確度差，相對(duì)誤差達(dá)±520。 標(biāo)準(zhǔn)色階溶液一般不太穩(wěn)定，不宜保存，測(cè)定時(shí)需要重新配制，比較費(fèi)時(shí)。也不適于少量樣品分析。7.4.2 分光光度計(jì) 7.4.2.1 分光光度計(jì)的基本部件分光光度計(jì)的型號(hào)很多，但基本構(gòu)件相似，都由光源、單色器、樣品吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)顯示系統(tǒng)等五大部件組成。 光源顯示器檢測(cè)器吸收池單色器圖7-8 分光光度計(jì)組成部件方框圖(1) 光源能

46、發(fā)出符合要求的入射光的裝置稱為光源。用分光光度計(jì)測(cè)量物質(zhì)的吸光度時(shí)，對(duì)光源的要求是：發(fā)出所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，且具有足夠的光強(qiáng)度，并在一定時(shí)間內(nèi)保持良好的穩(wěn)定性。光源的使用壽命長(zhǎng)。紫外和可見(jiàn)分光光度計(jì)常用兩種光源：可見(jiàn)光區(qū)（400780nm）用鎢燈、鹵鎢燈 鎢燈可發(fā)射波長(zhǎng)為3252500nm范圍的連續(xù)光譜，其中最適宜的使用范圍為3201000nm，除用做可見(jiàn)光源外，還可用做近紅外光源。鎢燈一般工作溫度為26002870K（鎢的熔點(diǎn)為3680K），鎢燈的工作溫度取決于電源電壓，因此電源電壓的微小波動(dòng)會(huì)引起光強(qiáng)度的較大變化，為保證鎢燈發(fā)光強(qiáng)度穩(wěn)定，需要安裝穩(wěn)壓電源，也可用12V直流電源供電。鹵

47、鎢燈的燈泡用石英制作，燈絲用鎢添加適量的鹵化物或鹵素制成。它具有使用壽命長(zhǎng)，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，將逐步取代鎢燈，目前7230型、754型等許多分光度計(jì)都采用鹵鎢燈。 紫外區(qū)（10380nm）用氫燈、氘燈、激光光源 氫燈其同位素氘燈波長(zhǎng)范圍為185375nm，燈泡用石英（不吸收紫外線）制成，內(nèi)充低壓氫氣或氘氣，兩電極間施以一定電壓，激發(fā)氣體分子發(fā)射出連續(xù)的紫外光。氘燈發(fā)光強(qiáng)度比氫燈大35倍，使用壽命比氫燈長(zhǎng)。激光光源用做紫外光源，具有高光強(qiáng)度、高單色性等優(yōu)點(diǎn)，目前已開(kāi)發(fā)應(yīng)用 ，比較成熟的有氬離子激光器和可調(diào)諧染料激光器等。（2） 單色器將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光的裝置稱為單色器，其分解過(guò)程稱

48、為色散。單色器是分光光度計(jì)的核心。色散以后的單色光經(jīng)反射、聚光，通過(guò)狹縫到達(dá)溶液。常用的單色器有棱鏡單色器和光柵單色器。圖7-9 光在棱鏡中的色散棱面鏡法線f藍(lán)紫入射光法線紅棱透鏡 棱鏡單色器 棱鏡單色器的原理是利用不同波長(zhǎng)的光在棱鏡內(nèi)折射率不同,將復(fù)合光色散為單色光，如圖7-9所示 。入射光當(dāng)入射角為 的一條光線進(jìn)入棱鏡后，紅藍(lán)紫將向法線（垂直于鏡面的直線）方向，彎曲射出棱鏡與空氣界面后，則向偏離垂直的方向彎曲，波長(zhǎng)越短，彎曲角度越大。棱鏡色散作用的大小取決于棱鏡制作材料和幾何形狀。棱鏡一般用玻璃或石英制作。玻璃棱鏡吸收紫外光，只適用于可見(jiàn)分光光度計(jì)，石英棱鏡可適用于紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。

49、光柵單色器 光柵單色器的原理是以光的衍射和干涉現(xiàn)象為基礎(chǔ)制成的，在拋光的金屬平面上刻劃出許多等距離鋸齒形平行條痕，其數(shù)目根據(jù)所需波長(zhǎng)而定。基于光的衍射干涉原理，將不同波長(zhǎng)的光色散。它的優(yōu)點(diǎn)是分辨率比棱鏡單色器高，工作波長(zhǎng)范圍比棱鏡單色器寬等。（3） 吸收池 吸收池（又稱吸收池）是盛裝待測(cè)溶液和決定透光溶液厚度的器件。吸收池一般為長(zhǎng)方體，底和兩側(cè)為毛玻璃，兩面為光學(xué)透光面，玻璃透光面的吸收池稱玻璃吸收池適用于可見(jiàn)分光光度計(jì)，石英透光的面的吸收池稱石英吸收池適用于紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。使用吸收池時(shí)，要注意保護(hù)光學(xué)透光面，手不能接觸光學(xué)面，只能接觸毛玻璃面。光學(xué)透光面可用擦鏡紙擦拭，也可用鹽酸-乙醇

50、（12）溶液浸泡后用蒸餾水沖洗，含有腐蝕玻璃的物質(zhì)的溶液，不能長(zhǎng)時(shí)間盛放。吸收池出廠前都經(jīng)過(guò)配套檢驗(yàn)，幾套吸收池不能混淆使用。（4） 檢測(cè)器檢測(cè)器是光電轉(zhuǎn)換元件，其作用是將透過(guò)吸收池的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，輸出的電信號(hào)大小與透過(guò)光的強(qiáng)度成正比。常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍增管等。 光電池 一般應(yīng)用于可見(jiàn)分光光度計(jì)。光電池是由三層物質(zhì)構(gòu)成的薄片，圖7-10 硒光電池結(jié)構(gòu)示意圖1基體（鐵或鋁），正極；2半導(dǎo)體硒；3透明金屬膜（金、銀或鋁），負(fù)極；4入射光e+2134上層是導(dǎo)電性能優(yōu)良的透光金屬膜，中層是半導(dǎo)體材料（硒、硅等），底層是金屬片, 如圖7-10所示。當(dāng)光照在光電池上時(shí)，由于半導(dǎo)體材

51、料的單向?qū)щ娦?，半?dǎo)體材料表面逸出的電子只能流向金屬膜，使金屬膜表面帶負(fù)電荷，半導(dǎo)體材料失去電子后帶正電，使底層金屬片帶正電荷。線路接通后就產(chǎn)生10100A光電流，可直接輸出給信號(hào)顯示器。光電流大小與光照強(qiáng)度成正比。光電池根據(jù)半導(dǎo)體材料不同可分為硒光電池和硅光池等。硒光電池對(duì)光響應(yīng)電的波長(zhǎng)范圍為250750nm，靈敏區(qū)為500600 nm，最高靈敏峰在530nm。硒光電池具有價(jià)格低廉、不需外接電源等優(yōu)點(diǎn)，但其內(nèi)阻很小，光電流不易放大，不適于較微弱光的測(cè)量。硅光電池應(yīng)用波長(zhǎng)范圍為4001200nm，最高靈敏峰在780nm。硅光電池對(duì)光響應(yīng)波長(zhǎng)范圍寬，光電轉(zhuǎn)換率高，因此用途較廣。常用于火焰光度計(jì)、太陽(yáng)能電池等，但在可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)不如硒光電池靈敏。光電池受持續(xù)光照后會(huì)產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換異常的“疲勞”現(xiàn)象，因此一般不能連續(xù)使用2h以上。停止使用一段時(shí)間，可恢復(fù)光電池的靈敏度。 光電管 廣泛應(yīng)用于紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。藍(lán)敏光電管可用波長(zhǎng)范圍為210625nm，紅敏光電管可用波長(zhǎng)范圍為6251000nm。與光電池相比，具有靈敏度高、光敏范圍廣和不易疲勞等優(yōu)點(diǎn)。 光電倍增管 廣泛應(yīng)用于紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)。光電倍增管不僅是光電轉(zhuǎn)換元件，而且有放大作用，可對(duì)較弱的光進(jìn)行檢測(cè)；它響應(yīng)速度快，能檢測(cè)10-810-9s的脈沖光；靈敏度較高，比光電管高200