研究引起分光光度計誤差的因素

婁紅杰

（中煤龍化哈爾濱煤炭化工有限公司，黑龍江 依蘭 154854）

分光光度計是利用一些分光光度法進行對物質定性定量分析研究的儀器，主要根據物質由于輻射而產生的特性來吸收光譜，然后測量物質吸收不同波長的單色輻射的程度，進而做下一步的分析。物質在固定波長或者一定波長范圍中的吸收度是分光光度計的工作基本原理，它作為一種測量吸光度的儀器，有著很多的種類。較為常見的有：紫外、紅外以及可見的分光光度計等。

引起分光光度計儀器產生誤差的原因有很多，主要的誤差來源如下：

1 測量中不符合朗伯-比爾定律的因素

1.1 光學因素

朗伯-比爾定律是物質對于光的吸收度與吸收介質厚度和濃度兩大方面之間的關系，它僅適用在單色光的研究中。如果在比色測量中采用復合光，就會引起朗伯-比爾定律偏離的現象發生，若是白光，那么該定律直接就不能成立。

如果把兩種單色光混合起來形成復合光，在使用復合光開始照射溶液時，被照射的溶液對所照射的光的吸收不遵循朗伯-比爾定律。如果其中一個單色光是被照射溶液的吸收最大波長，那么該單色光對光的吸收系數就在整個吸收光譜中最大。

通過以上分析和相關計算可以看出，混合光在進行溶液的照射時所測出的吸光度，總比單色光照射時吸收峰波長的測量所得值低，這種測量值的偏離就是我們所說的復合光對于朗伯-比爾定律產生的偏離。如果用同一個儀器來進行不同濃度同種溶液的吸光度測量，可以把測量結果繪制成標準的曲線，我們可以方便的看出分光光度計測量的誤差原因，復合光容易對高濃度的或者厚液體層的吸光度產生測量偏離，因此，我們得出朗伯-比爾定律偏離這一光學因素是導致分光光度計誤差的一個主要的原因。

1.2 化學因素

如果被測量的物質濃度同有色物質質點數之間不構成正比關系，就會使測量的結果不符合郎伯-比爾定律。造成這一現象的主要是一些化學因素的存在，如下：

1.2.1 離解作用

有色絡合物避免不了在水中發生離解反應，溶液中的溶質會因為濃度的改變而發生平衡移動，使離解與溶劑間的相互作用，這樣就將使物質吸光系數開始變化，保持不了恒定的狀態，進而導致物質的吸光度偏離比爾定律。

1.2.2 水解反應

一些強酸性陰離子化合物，當PH值減小的時候，絡合物是穩定的不變的，但是一旦PH值發生增長時，絡合物就會水解，生成沉淀，大大減少物質的吸光度。硫氰酸鐵就是較為常見的這類絡合物。

1.2.3 絡合反應

在整個朗伯-比爾定律中，出現許多有色物質，而大部分有色物質在濃度增大的時候自身就會形成一定的絡合物，所形成的絡合物的顏色又與原來有色物質身上的顏色不同。

1.2.4 有色懸浮物質

引起與比爾定律不符的化學因素中，有色懸浮粒子又是其中之一，懸濁液顏色的深度大小主要來源于懸浮顆粒的大小，而懸浮粒子的大小又與顯色劑濃度大小以及顯色反應時的溫度高低和放置時間的長短等因素有關。

2 顯色反應條件

通常情況下，如果試劑的濃度和溶液中的酸度以及顯色溫度和時間等反應的條件不一樣，那么整個反應過程的完全程度就將會不同，這樣也就會影響到物質測量中的靈敏程度，對測量的重復性也會造成很大的影響，進而使整個測量過程不能有效滿足朗伯-比爾定律的規定。

3 共存離子的干擾

共存離子干擾較為常見，一般共存離子對測定過程的干擾因素有：首先，共存離子的自身顏色干擾，有很多的共存離子有自己的顏色，在進行測定工作時，由于離子本身顏色的影響，直接導致測量誤差的形成；其次，共存離子和顯色劑發生化學反應時生成沉淀干擾，常見的這種反應有硅鉬藍測定硅的時候，化學物質磷也能生成磷鉬藍，誤導測定正常實施；最后，共存離子與被測的離子等物質發生化學反應的干擾，有時，共存離子會與被試的離子或者是顯色劑發生反應，生成一種更為穩定的絡合物，這些絡合物沒有顏色。有時也會發生一些氧化還原反應，反應過后使被測的離子或者顯色劑濃度大大降低，以此造成不應有的影響，阻礙被測離子同顯色劑之間的反應。

4 空白溶液的選擇

通常情況下，在各種分析方法的使用過程中，為了消除一定的干擾，而采用與測定是試樣一樣的條件來進行溶液的測定，測出的結果就是我們所說的空白值，通過空白溶液的選擇，提高擇定過程的準確性。如果試樣中其他組份本身或與顯色劑作用生成的化合物，在測定波長下不產生吸收，或雖有吸收但引起的測定誤差在允許誤差范圍內，此時還可用蒸餾水或所用的溶劑作空白；如果整個溶液只有顯色劑存在顏色，另外測定波長時只對光進行吸收，對其他物質卻沒有吸收情況，或者吸收的很少，這時可以用顯色劑作空白溶液；如果其他存在的影響因素較多，則可以選擇一些化學試劑，如絡合掩蔽劑、褪色劑等對被測元素中有色絡合物進行破壞，有時利用更換試劑加入的順序來，通過這些方法使被測元素不能顯色，以此把它們當作空白溶液使用。

5 儀器誤差

5. 1比色皿成套性

在比色裝置中，尤其是對成套的比色皿，如果選擇的比色皿的玻璃有很多不同的顏色，或者是比色皿的尺寸不全相同，就會給整個測定的過程帶來影響，導致測量出現誤差。

5. 2 客觀因素

在進行測定操作時，也會不同程度的給測量帶來影響，其中較普遍的是比色皿的透光表面如果沒有被揩干而引起的誤差，還有光源電壓極不穩定影響測定進程，此外，光電池和光電管的老化或者儀器設備的不穩定等缺陷導致測定難以正常進行。

5. 3吸光度讀數范圍

不同的吸光度范圍，容易產生不同程度的讀數誤差，而相同的讀數誤差又會引起不同程度上的測定誤差，所以，在此基礎上應該選擇一個最為合適的吸光度的讀數范圍，然后進行測定工作。

依據朗伯-比爾定律的要求，計算適當的讀數范圍，由于在合適的透射比范圍中，因讀數誤差而導致的濃度誤差很小，所以，根據所得的一定透射比的范圍導出吸光度讀數范圍。

結語

分光光度計是光學、精密機械和電子技術三者緊密結合而成的光譜儀器,它在科研、制藥、化工、環保、衛生、防疫等領域中發揮重要作用。對于分光光度計的研究還需要進一步鉆研，不斷降低測量的誤差，使該技術得到更廣泛的發展和利用。

[1]王嵩華，王光文.紫外光區透射比中性標準濾光片的研究[J].計量技術 2011（3）.

[2]中國化工貿易，2011（7）.

[3]劉珍.化驗員讀本[M].北京：化學工業出版社，2003.