实验二、分光光度计的使用

实验二、7220型分光光度计的使用

一、实验目的:

1、了解分光光度计的工作原理以及它的正确使用。

2、熟练掌握分光光度计的测试操作

二、原理

许多物质是有颜色的，如KMnO4水溶液呈深紫色，Cu2+离子呈蓝色，这些有色物质溶液颜色的深浅与溶液浓度有关，因而可借助比较溶液颜色的深浅来测定溶液中该种物质的浓度。这种测定方法叫比色分析。目前较普遍使用分光光度计进行比色分析。

当一束一定波长的单色光通过有色溶液时，有一部分光被有色溶液吸收，其余部分光透过。显然物质对光的吸收是有选择性的，一种物质对不同波长的光吸收程度不同，用吸光度或透光率表示物质对光的吸收程度。

若入射光强度为I0, 透射光强度为I（见图1）定义吸光度D=lg(I0/I)，透光率T=I/I0，

显然，T越小，或D越大，则溶液对光的吸收程度越大。

图1 光的吸收示意图

朗伯—比耳定律总结了溶液对光的吸收规律；一束单色光通过有色溶液时，有色溶液的吸光度D（或称光密度、消光度）与溶液的浓度C和液层厚度L乘积成正比。其数学表达式为：

D= lg(I0/I)=ε•C•L

式中，ε为比例常数，叫吸光系数，其数值与入射光的波长、溶液的性质和温度有关。

由上式可见，当入射光的波长、温度和比色皿均一定（即液层厚度L一定），则溶液的吸光度D只与有色溶液的浓度C成正比。

分光光度法就是朗伯—比耳定律为基础建立起来的分析方法。一般在测量样品前，先测量一系列已知准确浓度的标准溶液的吸光度，绘出吸光度—浓度曲线，作为工作曲线，测出样品的吸光度，再在工作曲线上求出相应的浓度。

图2 分光光度结构示意图

仪器采用钨丝灯作光源，由波长调节器得到所需波长的单色光，单色光通过比色皿、光量调节器射到光电管，当光电管受光产生电流经一组高值电阻产生电压降，此电压降经放大器放大后，用微安计显示其数值，从而间接地测量光电流的大小，通过测量光电流的变化，测得溶液的吸光度或透光率。

值得指出，应用分光光度计进行比色测定不同目视比色，前者可以选择各种波长的单色光作为入射光，通常根据比色溶液颜色的不同，选择能被它最大吸收的波长的光进行比色，如此可获得最高灵敏度，溶液的颜色与需选择的光的波长关系见下表。

分光光度计是通过单色光器来获得所需波长的光。

比色皿是由无色透明、能耐腐蚀的玻璃制成，用于装盛参比溶液和被测溶液。比色皿为长方形，有0.5cm、1cm、2 cm和3 cm等不同厚度。根据被测溶液颜色的深浅不同以及需控制标准溶液和被测溶液的吸光度在0.2-0.8范围，应选择不同厚度的比色皿，但同一次实验必须使用同一规格的比色皿。

只得强调的是：使用比色皿时，两个透光面不可用手直接接触，以免磨损或沾污而影响其透光率。在拿比色皿时，应捏住两边磨砂面。比色皿一般用自来水或去离子水洗涤，测定时为了避免待测溶液浓度改变，需用待测液淋洗数次。注入待测液后，应用吸水纸将沾附在皿壁的液体揩干。对光观察清洁透明，即可放入比色皿架中，并注意它们的位置。

要注意防潮。比色仪器应放在干燥的房间内，否则光电管受潮后，灵敏度急剧降低，甚至失效。另外可在仪器内放变色硅胶等干燥剂。干燥剂应定期烘干或更换。

也要注意防光。仪器放在避光处，且室内照明不宜太强，在仪器使用过程中，应注意即时关闭单色光的光路，如果调换溶液或读完吸光度数值，应立刻打开比色皿暗箱的盖子，以防长时间连续照射，光电管灵敏度降低，缩短仪器使用寿命。

更要注意防腐蚀。比色仪器使用过程要防止腐蚀性气体、酸、碱或其他化学试剂侵入机体内部。比色皿架内应保持清洁，避免在酸雾较多的室内使用仪器以免仪器受腐蚀。

三、实验步骤（略）

四、7220型分光光度计的使用

1、打开仪器电源开关，预热10分钟。

2、按需要调节波长旋钮。

3、按MODE键使%T指示灯亮，按ABS 100%T键，使显100.00。

4、在样池架中放档光块，拉入光路，关门，按0%T键。

5、取出档光块，放入空白溶液及被测样品，关门，按MODE键，使ABS指示灯亮。

6、按ABS 100%T键，使显0.00。

7、取4只厚度1的比色皿，分别注入空白溶液（可用去离子水）、标准溶液、编号Ⅰ、编号Ⅱ的待测

至约比色皿4/5容积处。

8、将盛有参比、标准溶液的比色皿放入比色框的第一、二格，将盛有其他溶液的比色皿依次放在其余的位置内。拉动样品拉手被测样品进入光路，则依次显示样品的吸光度D。记下相应数据。若比色皿有限，待测溶液可予更换，但整个测定过程需保留参比溶液比色皿。

9、测量完毕，从比色框中取出比色皿，弃去其中的溶液，用蒸馏水清洗3次并沥干，放入原比色皿盒内。关闭电源。

五、思考题

1、分光度度计由哪几部分组成。

2、测定不同浓度溶液的吸光度，比色皿的选择依据是什么？比色皿有几种规格？

3、分光度度计使用比较长的时间或搬动仪器后，对该仪器进行性能检测主要包括那几部分？

4、仪器的重现性是指什么？如何测量？

5、波长精度测量选择的波长范围是多少？

6、分光度度计可测定的波长范围是多少？