吸收光譜測(cè)量發(fā)源于分析化學(xué)。利用不同的物質(zhì)具有不同的吸收峰的特性,通過(guò)吸收光譜測(cè)量可以作物質(zhì)的楊分分析;利用一定條件下溶液的濃度與其吸收度的依賴(lài)關(guān)系,通過(guò)吸收光譜測(cè)量可以作物質(zhì)的含量分析。由此看來(lái),作為吸收光譜測(cè)量基本儀器——分光光度計(jì)乃是分析化學(xué)的重要手段之一。如1.1所述,試樣的吸收度是通過(guò)內(nèi)透射比計(jì)算的,而透射比是光輻射測(cè)量中的物理量之一,所以,就其本質(zhì)而言,吸收光譜測(cè)量的主要量乃是光學(xué)輻射量。分光光度計(jì)從它誕生日起,除了測(cè)量溶液之外,也測(cè)量諸如玻璃、晶體這類(lèi)的固體材料,隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,固體試樣越來(lái)越多。國(guó)內(nèi)外從事光輻射計(jì)量的實(shí)驗(yàn)室先后發(fā)展基準(zhǔn)分光光度計(jì),復(fù)現(xiàn)光譜透射(吸收度)標(biāo),并開(kāi)展室際之間的量值對(duì)。
下面分別介紹吸收光譜測(cè)量的基礎(chǔ)——比耳朗伯定律,與吸收測(cè)量有關(guān)的誤差源,以及測(cè)量過(guò)程中的注意事項(xiàng)。
2.1.1 比耳朗伯定律
在光譜光度法中有一個(gè)重要的情況,除了規(guī)則透射能量фr以外,通過(guò)試樣之后不產(chǎn)生其它通量,而且吸收體是由無(wú)聯(lián)系的原子或分子組成的.在這種情況下,透射能量與試樣的某些通量參數(shù)之間存在一個(gè)非常重要關(guān)系式,這就是著名的比耳朗伯(Beer-;a,bert)定律。在應(yīng)用這一定律時(shí),必須已知試樣的參數(shù),即光束通過(guò)試樣的光程長(zhǎng)(對(duì)于固體試樣,即試樣厚度),吸收體的濃度或摩爾吸收率。
當(dāng)吸收體是無(wú)相互作用的原子或分子時(shí),比耳朗伯定律是有效的,這一條件僅僅適用于低壓下的理想氣體。實(shí)際上,比耳朗伯定律是可以成功的應(yīng)用于濃度范圍相對(duì)大的稀釋溶液。在高濃度時(shí),吸收體開(kāi)始形成聚合物,從而引起摩爾吸收率的變化。比耳朗伯定律適用性的另一條件是,除了能量фr以外,其它通量為零。對(duì)準(zhǔn)理想溶液這一條件是容易滿(mǎn)足的,但當(dāng)試樣出現(xiàn)熒光或出現(xiàn)光學(xué)混濁時(shí)就不能完全滿(mǎn)足。有一些物質(zhì)明顯偏離比耳朗伯定律,這往往是不良的實(shí)驗(yàn)過(guò)程或試樣條件控制不好造成的。
2.1.2 吸收度測(cè)量的誤差源
將吸收度的測(cè)量誤差分為兩在類(lèi)考慮為宜。第一種誤差源于光譜光度計(jì);第二種誤差直接或間接地與光度光度計(jì)的使用有關(guān)。實(shí)際上這兩種誤差是很難截然分開(kāi)的。
首先,必須區(qū)分透射比或吸收度這兩個(gè)量的工作定義與真實(shí)透射比或真實(shí)吸收度之間的差異。
2. 反射損失
如果試樣和參比皿的質(zhì)量很高,則外表的損失 可以忽略;在液體與熔融石英的界面上,反射損失也可忽略,因?yàn)樵谧贤馕展庾V測(cè)量中,溶質(zhì)的濃度是非常低的。在充水的熔融石英皿中的內(nèi)反射損失,對(duì)于589.3nm波點(diǎn)僅占入射通量的0.4%。
3. 散射損失
在混濁試樣中,細(xì)小的不導(dǎo)電粒子會(huì)顯示出廷德?tīng)枺═yndall)散射現(xiàn)象,其強(qiáng)度正比于頻率的四次方。這會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的問(wèn)題,特別在短波區(qū)明顯地偏離比耳-朗伯定律。有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員應(yīng)設(shè)法克服這種誤差