2、單色器

單色器是將光源發(fā)射的復(fù)合光分解為單色光并從中分出任一波長(zhǎng)單色光的光學(xué)裝置，主要由作為色散裝置的棱鏡或光柵、狹縫以及透鏡組成。這些部件的材料是由欲使用的波長(zhǎng)區(qū)域而定。棱鏡是最廣泛使用的色散元件。

圖10—3為棱鏡作為色散元件的單色器的原理圖。光通過(guò)入射狹縫，經(jīng)透鏡以一定的角度射到棱鏡上，在棱鏡的兩界面上發(fā)生折射而色散。色散了的光被聚焦在一個(gè)帶有出射狹縫的表面上，移動(dòng)棱鏡或出射狹縫的位置，就可以使所需波長(zhǎng)的光通過(guò)。

3、吸收池

吸收池用于盛放分析試樣，它有兩個(gè)互相平行、透光且具有精確厚度的平面。另外為了減少界面反射損失，吸收池光學(xué)面必須完全垂直于光束。在可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)測(cè)定時(shí)可選用光學(xué)玻璃吸收池；在低于360 nm的紫外光區(qū)工作時(shí)，必須采用石英吸收池。

4、檢測(cè)器

檢測(cè)器的作用是將輻射能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)其基本要求是靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間快，對(duì)于輻射能量的響應(yīng)線性關(guān)系好，“噪聲”低等。目前應(yīng)用廣泛的光子檢測(cè)器有硒光電池、光電管和光電倍增管。

光電管是由一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)光敏陰極組成的真空二極管。光敏陰極是在其彎曲表面鍍有堿金屬或堿金屬氧化物等光敏材料。陽(yáng)極是由與其陰極骨架軸面同軸的導(dǎo)線組成，如圖10一4所示。當(dāng)光線照在陰極表面上時(shí)，光敏物質(zhì)發(fā)射光電子，這些光電子被加在兩極間的電壓所加速，并為陽(yáng)極所收集而產(chǎn)生電流。它產(chǎn)生的光電流決定于照射光的強(qiáng)度。

紫外一可見(jiàn)分光光度計(jì)的類型很多，常用的有單光束分光光度計(jì)、雙光束分光光度計(jì)兩種。圖10 5為單光束分光光度計(jì)的光路示意圖。由氘燈(D2)或鎢燈(W)發(fā)出的連續(xù)光譜，經(jīng)會(huì)聚透鏡M2聚光后，再經(jīng)平面反射鏡M2改變傳播方向至狹縫S，由此入射到單色器內(nèi)，狹縫正好位于球面準(zhǔn)直鏡M3的焦平面上。入射光經(jīng)準(zhǔn)直鏡反射后，以一束平行光射向單色器。經(jīng)過(guò)單色器的分光后，通過(guò)準(zhǔn)直鏡會(huì)聚在狹縫S上。由狹縫射出的一定波長(zhǎng)的單色光照射到吸收池上。被試樣吸收后的透射光經(jīng)過(guò)檢測(cè)器的檢測(cè)由讀數(shù)系統(tǒng)顯示。

這種光度計(jì)光路系統(tǒng)簡(jiǎn)單，光源能量損失小，機(jī)械振動(dòng)小，因此噪聲小。國(guó)內(nèi)普遍使用的72l型、722型、751型分光光度計(jì)屬于這種類型。

三、分析方法及應(yīng)用

紫外一可見(jiàn)分光光度法是獲得物質(zhì)結(jié)構(gòu)及定性、定量信息的重要手段，而且還能測(cè)定物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、穩(wěn)定常數(shù)、電離常數(shù)、配合物的配合比等化學(xué)參數(shù)，因此在冶金、地質(zhì)、生物、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、食品衛(wèi)生、質(zhì)量檢驗(yàn)等部門得到極其廣泛的應(yīng)用。

1、定性分析及應(yīng)用

紫外一可見(jiàn)分光光度法可以利用物質(zhì)，在紫外可見(jiàn)光區(qū)的具有特征吸收峰來(lái)進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析。由于無(wú)機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性，使紫外一可見(jiàn)分光光度法在無(wú)機(jī)元素的定性分析中的應(yīng)用極為有限。無(wú)機(jī)元素的定性分析可用原子發(fā)射光譜法或化學(xué)分析的方法。在有機(jī)化合物的定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析中的理論依據(jù)，主要源于化合物分子結(jié)構(gòu)中發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的特征吸收峰。所謂發(fā)色團(tuán)是指分子中能吸收紫外或可見(jiàn)光的結(jié)構(gòu)單元，例如＞C=C＜，＞C=O，＞C=C –O-，一N=O等含有不飽和鍵的官能團(tuán)均屬于發(fā)色團(tuán)。助色團(tuán)是一種能使生色團(tuán)吸收峰向長(zhǎng)波位移并增強(qiáng)其強(qiáng)度的官能團(tuán)，如一OH，一NH2，一SH及一些鹵族元素等。這些基團(tuán)中都含有孤對(duì)電子，它們能與生色團(tuán)中π電子相互作用。

一般有兩種定性分析方法，即比較吸收光譜曲線和用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)，然后與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。在相同的測(cè)量條件(溶劑、pH等)下，將未知物的吸收光譜與所推斷化合物標(biāo)準(zhǔn)物的吸收光譜直接比較，或?qū)⑵渑c未知物的吸收光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)作定性分析。如果吸收光譜的形狀，包括吸收光譜的最大吸收峰波長(zhǎng)、最小吸收峰波長(zhǎng)、吸收峰的數(shù)目、位置、拐點(diǎn)以及摩爾吸光系數(shù)等完全一致，則可以初步認(rèn)為是同一化合物。目前，已有多種以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的各種有機(jī)化合物的紫外可見(jiàn)光譜標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該指出，分子或離子對(duì)紫外光的吸收只是它們含有的生色基團(tuán)和助色基團(tuán)的特征，而不是整個(gè)分子或離子的特征。因此，只靠一個(gè)紫外光譜來(lái)確定一個(gè)未知物的結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的，還要與其他分析方法結(jié)合分析。

2、定量分析

這是實(shí)際工作中用得最多的一種方法，其具體做法是：配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以不含被測(cè)組分的空白溶液為參比，在相同條件下測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。繪制吸光度濃度曲線。這種曲線就是工作曲線。在相同條件下測(cè)定未知試樣的吸光度，從校準(zhǔn)曲線上就可以找到與之對(duì)應(yīng)的未知試樣的濃度，如圖10一6所示。在建立一個(gè)方法時(shí)，首先要確定符合朗伯一比爾定律的濃度范圍，即線性范圍，定量測(cè)定一般在線性范圍內(nèi)進(jìn)行。

由A—c標(biāo)準(zhǔn)曲線求得試樣溶液中待測(cè)元素濃度。

(2)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比法

在相同條件下測(cè)定試樣溶液和某一濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度Ax和As，由標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度cs可計(jì)算出試樣中被測(cè)物的濃度cx。

這種方法比較簡(jiǎn)便，但是只有在測(cè)定的濃度范圍內(nèi)溶液完全遵守朗伯一比爾定律，并且cs和cx巳很接近時(shí)，才能得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。

參考資料：分析化學(xué)