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分光光度计使用方法及注意事项
2024-07-237


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01 概念

分光光度计，又称光谱仪(spectrometer)，是将成分复杂的光，分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为400~760 nm的可见光区和波长范围为200～400 nm的紫外光区.不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源.
分光光度法是根据物质的吸收光谱和光的吸收定律，对物质进行定量、定性分析的一种仪器分析方法。根据测定时所选用的光源分为：
可见分光光度法(400~800nm)   
紫外分光光度法(200~400 nm)  
  红外分光光度法(800nm~50mm)
02 原理

分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，从而产生特定波长的光源，光线透过测试的样品后，部分光线被吸收，计算样品的吸光值，从而转化成样品的浓度。

Lambert-Beer定律是吸收光度法的基本定律，表示物质对某一单色光吸收的强弱与吸光物质浓度和厚度间的关系。

I。——入射的单色光强度
I——透射的单色光强度
c——样品浓度
L——光程，即盛放溶液的液槽的透光厚度
k——光被吸收的比例系数
当浓度采用摩尔浓度时，k为摩尔吸收系数。它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。
当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时, 其吸光度与吸光物质的浓度c及吸收层厚度L成正比.

物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系数是该物质的物理常数。当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后可用同样条件将该供试品配成溶液，测定其吸收度，即可由上式计算出供试品中该物质的含量。
03 分类
按波长分为：
1、可见光分光光度计：测定波长范围为400～760nm的可见光区；
2、紫外分光光度计：测定波长范围为200～400nm的紫外光区；
3、红外分光光度计：测定波长范围为大于760nm的红外光区；
4、荧光分光光度计：用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱；
5、原子吸收分光光度计：光源发出被测的特征光谱辐射，被经过原子化器后的样品蒸气中的待测元素基态原子所吸收，通过测定特征辐射被吸收的大小，来求出被测元素的含量。
紫外可见分光光度计(200-1000nm)是目前市面上比较流行的，紫外可见分光光度计根据光路可划分为：单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计

04 主要部件
1、光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度。
a 可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)
b 紫外区：氢灯，氘灯(180～375nm)
2、单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。
3、棱镜:玻璃350～3200nm,石英185～4000nm
4、光栅:波长范围宽,色散均匀,分辨性能好,使用方便。
5、吸收池：(比色皿)用于盛待测及参比溶液。
a 可见光区：光学玻璃池
b 紫外区：石英池
6、检测器：利用光电效应，将光能转换成电流信号。
光电池，光电管，光电倍增管
7、指示器：
a 低档仪器：刻度显示
b 中高档仪器：数字显示，自动扫描记录
05 分光光度计使用方法与步骤

　　1)预热仪器。为使测定稳定，将电源开关打开，使仪器预热20min，为了防止光电管疲劳，不要连续光照。预热仪器时和在不测定时应将比色皿暗箱盖打开，使光路切断。
　　2)选定波长。根据要求，转动波长调节器，使指针指示所需要的单色光波长。
　　3)固定灵敏度档。根据有色溶液对光的吸收情况，为使吸光度读数为0.2-0.7，选择合适的灵敏度。为此，旋动灵敏度档，使其固定于某一档，在实验过程中不再变动。一般测量固定在“1”档。
　　4)调节“0”点。轻轻旋动调“0”电位器，使读数表头指针恰好位于透光度为“0”处(此时，比色皿暗箱盖是打开的，光路被切断，光电管不受光照)。
　　5)调节T=100%。将盛蒸馏水(或空白溶液或纯溶剂)的比色皿放入比色皿座架中的*格内，有色溶液放在其它格内，把比色皿暗箱盖子轻轻盖上，转动光量调节器，使透光度T=100%，即表头指针恰好指在T=100%处。
　　6)测定。轻轻拉动比色皿座架拉杆，使有色溶液进入光路，此时表头指针所示为该有色溶液的吸光度A。读数后，打开比色皿暗箱盖。
　　7)关机。实验完毕，切断电源，将比色皿取出洗净，并将比色皿座架及暗箱用软纸擦净。
06 分光光度计操作使用过程中的注意事项
　　1)为了防止光电管疲劳。不测定时必须将比色皿暗箱盖打开，使光路切断，以延长光电管使用寿命。
　　2)比色皿的使用方法：
　　①拿比色皿时，手指只能捏住比色皿的毛玻璃面，不要碰比色皿的透光面，以免沾污。
　　②清洗比色皿时，一般先用水冲洗，再用蒸馏水洗净。如比色皿被有机物沾污，可用盐酸-乙醇混合洗涤液(1∶2)浸泡片刻，再用水冲洗。不能用碱溶液或氧化性强的洗涤液洗比色皿，以免损坏。也不能用毛刷清洗比色皿，以免损伤它的透光面。
　　每次做完实验时，应立即洗净比色皿。
　　③比色皿外壁的水用擦镜纸或细软的吸水纸吸干，以保护透光面。
　　④测定有色溶液吸光度时，一定要用有色溶液洗比色皿内壁几次，以免改变有色溶液的浓度。另外，在测定一系列溶液的吸光度时，通常都按由稀到浓的顺序测定，以减小测量误差。
　　⑤在实际分析工作中，通常根据溶液浓度的不同，选用液槽厚度不同的比色皿，使溶液的吸光度控制在0.2～0.7。
07 分光光度计分操作中容易出现的几个典型故障及其排除方法
      1）仪器不能调零。可能原因:
        ①光门不能*关闭。解决方法:修复光门部件，使其*关闭。
       ②透过率"100%"旋到底了。解决方法:重新调整"100%"旋钮。
       ③仪器严重受潮。解决方法:可打开光电管暗盒，用电吹风吹上一会儿使其干燥，并更换干燥剂。
       ④电路故障。解决方法:送修理部门，检修电路。
      2)仪器不能调"100%"。可能原因:
       ①光能量不够。解决方法:增加灵敏度倍率档位，或更换光源灯(尽管灯还亮)。
       ②比色皿架未落位。解决方法:调整比色皿架使其落位。
       ③光电转换部分老化。解决方法:更换部件。
       ④电路故障。解决方法:调修电路。
      3) 测量过程中,"100%"点经常变动。可能原因:
      ①比色皿在比色皿架中放置的位置不一致，或其表面有液滴。解决方法:用擦镜纸擦干净比色皿表面，然后将其安放在比色槽的左边，上面用定位夹定位。
      ②电路故障(电压、光电接收、放大电路)。解决方法:送修。
      4)数显不稳。可能原因:
       ①预热时间不够。解决方法:延长预热时间至30分钟左右(部分仪器由于老化等原因，长时间处于工作状态时，也会工作不稳)。
        ②光电管内的干燥剂失效，使微电流放大器受潮。解决方法:烘烤电路，并更换或烘烤干燥剂。
        ③环境振动过大、光源附近空气流速大、外界强光照射等。解决方法:改善工作环境。
        ④光电管、电路等其它原因。解决方法:送修。

?  来源： 公众号“石化测控之家”  ?

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