分光光度计的主要部件及测量条件.docx

主要部件
尽管光度计种类型号繁多，但它们都是由相同的基本部件组成的，包括光源、单色器、吸收池和检测系统。
1、光源
在测量吸光度时，要求光源发出所需波长范围内的连续光谱，要具有足够的光强度，并在一定时间内能保持稳定。
在可见光区测量时，通常使用钨丝灯作为光源。钨丝加热到白炽状态时会发出波长在320~2500nm之间的连续光谱。钨丝灯工作温度一般为2600~2870K，熔点为3680K。钨丝灯的温度决定于电源电压，电源电压的微小波动会引起钨灯光强度的很大变化，因此必须使用稳压电源。在紫外区测量时，常采用氢灯或氘灯产生波长在180~375nm之间的连续光谱作为光源。其理想光源应具有覆盖整个紫外可见光区的连续辐射，强度应比较高，且随波长变化能量变化不大，但在实际上难以实现。氘灯辐射强度比氢灯高2~3倍，寿命也比较长。氙灯的强度一般高于氢灯，但欠稳定，波长范围180~1000nm，常用作荧光分光光度计的激发光源。
2、单色器
单色器是将光源发射的复合光分解为单色光的装置。
一般由5部分组成：入光狭缝、准光气（一般由透镜或凹面反光镜使入射光成为平行光束）、色散器、投影器（一般由一个透镜或凹面镜将分光后的单色光投影至出光狭缝）、出光狭缝。
色散器是单色器的核心部分，常用的色散元件是棱镜或光栅。
棱镜由玻璃或石英制成，玻璃棱镜色散能力强，但吸收紫外光，只能用于350-820nm波长的分析测定，在紫外区必须用石英棱镜。
光栅的特点是：色散均匀，呈线性，光度测量便于自动化，工作波段广。
3、吸收池
也称为比色皿，是盛放样品溶液的容器，具有两个互相平行、透光且具有精确厚度的平面。
玻璃吸收池光程长度一般为1cm，也有0.1-10cm的。
由于吸收池厚度存在一定误差，其材质对光不是完全透明，在做定量分析时，对吸收池应做配套性试验，试验后标记出放置方向。
紫外光区数值不跳为石英。
4、检测系统
检测系统包括检测器和记录显示装置。
检测器是一种光电转换设备，将光强度转变为电信号显示出来。
常用的检测器有光电池、光电倍增管和光二极管阵列检测器等。
光电池的光电流较大，不用放大，用于初级的分光光度计上，疲劳效应严重。
光电倍增管利用二次电子发射来放大光电流，放大倍数可高达108倍，应用最为广泛。
光二极管阵列检测器由于全部波长同时被检测，扫描速度快，可在0.1s内完成对190-800nm波长范围的扫描。
记录显示装置包括放大器和结果显示装置。70年代采用数字读出装置。现代在主机中装备有微处理机或外接微型计算机，控制仪器操作和处理测量数据，装有屏幕显示、打印机和绘图仪等。

测量条件的选择
1、显色反应及显色条件的选择
进行比色分析或光度分析时，首先要把待测组分转变成有色化合物，然后进行比色或光度测定。
将待测组分转变成有色化合物的反应叫显色反应，与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。（1）显色反应的选择
显色反应分两类，即络合反应和氧化还原反应，络合反应是最主要的显色反应。
选用的原则是：
选择灵敏的显色反应。摩尔吸光系数ε的大小是显色反应灵敏度高低的重要标志，因此应当选择生成的有色物质的ε较大的显色反应。一般来说，当ε为104-105时，可认为该反应灵敏度较高。
 尽可能选择选择性好的显色剂。即显色剂仅与一个组分或少数几个组分发生显色反应。
显色剂在测定波长处无明显吸收。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为对比度，一般要求显色剂与有色化合物的对比度在60nm以上。
反应生成的有色化合物组成恒定，化学性质稳定。

（2）显色条件的选择
吸光光度法测定的是显色反应达到平衡后溶液的吸光度，因此要得到准确的结果，必须从研究平衡着手，了解影响显色反应的因素，控制适当的条件，使显色反应完全和稳定。根据溶液平衡原理，有色络合物的稳定常数越大，显色剂过量越多，越有利于待测组分形成有色络合物。但是过量显色剂的加入有时会引起副反应，对测定反而不利。

酸度对显色反应的影响是多方面的。一种金属离子与某种显色剂反应的适宜酸度范围是通过实验来确定的。确定的方法是固定待测组分及显色剂的浓度，改变溶液pH值，测定其吸光度，作出吸光度-pH值关系曲线，选择曲线平坦部分对应的pH值作为测定条件。

显色反应一般在室温下进行，有的反应需要加热，以加速显色反应，使之进行完全。
大多数显色反应需要经过一定的时间才能完成，其长短与温度的高低有关，也会受到空气的氧化或发生光化学反应使眼色颜色减弱。因此必须通过实验作出在一定温度下的吸光度-时间关系曲线，得到适宜的显色时间。