分光光度计波长误差的产生和控制方法

1 引 言

    分光光度分析的原理是根据物质对于不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法, 遵守朗伯- 比尔定律。分光光度计的入射光为连续变化并具有一定波长的单色光, 它通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光, 使单色光连续地依次通过溶液, 并测量该溶液对每一波长辐射的吸收, 就可以得到吸收光谱曲线。此方法是一种成熟的分析方法, 因为准确度和灵敏度较高、相对误差小, 仪器结构简单, 操作简便, 因而得到了普及。为了有效控制测量过程中产生的误差, 需要对分光光度计误差的产生原因和控制方法进行分析。

2 测量准确度的误差来源分析

     测量结果的准确度是定量分析仪器最基本的技术要求, 分析影响测量准确度的诸因素, 可以从仪器测量所依据的原理入手。依据光吸收定律测量物质溶液的浓度时, 分光光度计得到的直接结果是溶液选定波长入射光的透射比, 可用下式表示:

线。此类单峰曲线和理论上的单色光是有区别的, 原则上所有单色光是得不到的, 由此造成的误差主要影响仪器测量准确度。由于物质在不同波长下有不同的吸光系数, 因此波长的正确性直接影响仪器的准确度。波长的正确性需要通过光度计的波长误差表示,而波长误差是光度计的一个重要技术指标。波长误差为波长测量值与真实值之差, 其实质是仪器波长指示器的波长读数与单色系统实际给出的波长值之差。

    检定分光光度计波长误差考虑的误差来源主要有以下三个方面: 波长标准带入的误差; 波长结构的误差; 波长调整带入的误差。

3 检定用波长标准器的使用与误差控制

    分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考波长的器具或物质的测量得到的。具有标准参考波长的器具或物质简称为波长标准器, 它主要有三大类:( 1) 具有发射线光谱的气体放电灯, 如汞灯、氘灯等;( 2) 具有尖锐吸收峰的物质, 如氧化钬溶液、氧化钬玻璃、镨钕溶液、镨钕玻璃等;( 3) 干涉滤光片。

3.1 具有发射线光谱的气体放电灯

    这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱, 谱线的特征性强, 准确度高, 因此具有发射线光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第一标准。

3.1.1 汞灯( 可见和紫外光区低压汞灯)

    汞灯的线状光谱分布广, 具体数据如下:

    253.65 nm 313.16 nm 334.15 nm 365.02 nm365.48nm 404.66nm 407.78nm 435.83nm 546.07nm576.96nm 579.07nm 690.72nm

    因其特征值稳定, 故仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低压汞灯。高压汞灯具有强度高, 谱线多的特点, 但也有体积大,笨重的缺点, 故只适用于仪器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积小、携带方便、便于安装的特点,故可用于一般的仪器检定。