化學分析中分光光度法測量誤差的主要來源及消除方法

郝輝 李建軍 吳小勇 楊官成 王夢軍

摘要：在化學實驗過程中，對利用分光光度計進行檢測時造成的誤差來源進行了分析，并提出了誤差消除方法，以期能夠為化學實驗提供理論參考。

關(guān)鍵詞：分光光度法;誤差來源;誤差消除

中圖分類號：TB96

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）6-0182-02

1引言

分光光度法是化學檢測中最常用的一種方法，其主要檢測工具是分光光度計，分光光度計主要包括紫外分光光度計、可見光分光光度計、紅外分光光度計以及原子吸收分光光度計，通常所說的分光光度計包括紫外（波長范圍為200～380nm）和可見光（波長范圍為380--780nm）兩種，但無論哪種分光光度計均是利用被測物質(zhì)對光的選擇性吸收，造成光譜能量的損失，而光譜的這種損失量與光程及吸光度值成比例關(guān)系。因此，利用純色光入射，通過測定被測物對該光束的吸收程度，利用其吸收量與光程及被測物濃度之間的關(guān)系，定性或定量地計算出被測物的含量。在利用分光光度法測定樣品含量時，一般會由于光等因素造成檢測干擾，測量結(jié)果往往會存在誤差，文章對化學分析過程中產(chǎn)生這種測量誤差的來源進行了分析，可以指導生產(chǎn)實踐。

2分光光度法誤差來源

2.1儀器設(shè)計本身無法避免的復色光

朗伯一比爾定律成立的條件之一就是以單色光入射，但由于儀器本身的設(shè)計，加上白然界中純的單色光很難獲得，所以再高精度的儀器也不能夠獲取純粹的單色光，只能獲得相對純的單色光，還帶有復色光的性質(zhì)。而朗伯比爾定律在復色光入射時會有正或負的偏離度。

一般情況下，分光光度計的光譜分辨率會隨著儀器靈敏度的降低而升高，因此，只有光譜帶寬足夠小，被測溶液濃度較低，且入射光為較純的單色光時，檢測才能與朗伯比爾定律較為吻合。

2.2入射雜散光造成的測量誤差

分光光度計的檢測雖然在密閉的裝置內(nèi)，但在檢測過程中還是會有雜散光入射，這些光處于待測波長光譜帶寬范圍以外，這些雜散光的入射是造成測量過程中誤差的重要來源。這些誤差主要來源于雜散光，在檢測過程中，透過的大部分是雜散光，會造成測量吸光度比真實吸光度小。

2.3分光光度計噪聲造成的誤差

一般的儀器都會存在儀器噪聲，當儀器噪聲過大時會掩蓋較弱的測量信號，儀器的噪聲與儀器靈敏度有關(guān)，儀器噪聲疊加在檢測信號中，會造成檢測結(jié)果與原結(jié)果發(fā)生偏離，從而產(chǎn)生誤差。

2.4試劑的吸光度造成的誤差

試劑中的雜質(zhì)會引起測量時試劑溶液的透光度改變，從而在測量時引起誤差，并且這種誤差與試劑的純度有關(guān)，可以通過選擇純度較高的試劑來降低誤差。

2.5測量溶液與比爾定律的偏離造成的誤差

一方面，是溶液中吸光物質(zhì)不穩(wěn)定，在測定過程中.被測物質(zhì)逐漸發(fā)生離解、締合，使被測物質(zhì)的組成改變產(chǎn)生誤差;另一方面，是單色光純度差引起溶液對比爾定律的偏離，使標準曲線上部發(fā)生彎曲，產(chǎn)生誤差。

2.6測量者引起的誤差

由于使用儀器不夠熟練或操作不當;樣品液與標準液的處理沒有按相同的條件和步驟進行;讀數(shù)不夠準確等，都屬于主觀誤差。

3分光光度計測量時條件對誤差的影響

3.1正確選擇參比試劑

利用分光光度法測量時，主要是通過參比試劑的光強度作為入射光測定被測樣品的。因此參比試劑的選擇非常重要，只有選擇合適的參比試劑，才能獲得更為準確可靠的檢測結(jié)果。當只有被測物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物對光源有吸收作用時，以純試劑或蒸餾水為參比試劑，當顯色劑有顏色，并能夠吸收待測波長下的入射光時，以顯色劑作為參比試劑，并且空白與樣品加入相同的顯色劑的量。當樣品中其他的組分干擾檢測結(jié)果時，而顯色劑沒有顏色，則應(yīng)當將沒有加入顯色劑的樣品溶液作參比液。正確地選擇參比試劑，有利于減少誤差的產(chǎn)生，使檢測結(jié)果更加準確，同時應(yīng)當注意當所使用的際試劑具有很強的揮發(fā)性時，應(yīng)在檢測過程中給比色池加蓋。

3.2合理選擇測試波長

利用分光光度法測定被測物時，選擇合適的波長才能獲得準確的檢測結(jié)果，選擇波長時一般要根據(jù)被測物做一個全波長掃描，根據(jù)溶液的吸收曲線，選擇合適的波長，一般選擇最大吸收波長.最大吸收波長可提高測量靈敏度，如果最大波長處干擾比較明顯，則可以選擇其他波長，但需要進行補償，選擇波長曲線較為平坦處對應(yīng)的波長比較合適。

4分光光度法檢測誤差消除方法

4.1調(diào)節(jié)波長及儀器條件

分光光度法檢測過程中，經(jīng)常會因為儀器老化，零部件振動，光源老化，環(huán)境溫度等原因造成實際波長與顯示波長不符的情況，會影響檢測結(jié)果，因此需要不定期的進行波長檢測，提高儀器本身的靈敏度，減小測量誤差。

分光光度計波長準確度檢驗一般用干涉濾光片或鐠釹濾光片測定儀器的吸收峰值，如果濾光片的檢測值與標準值之差超出規(guī)程規(guī)定，則需要進行波長調(diào)節(jié)。

當分光光度計其他儀器條件有變化時，也需要及時調(diào)整或者更換，以減小測量誤差，滿足檢測要求。

4.2選擇純度高的試劑

利用分光光度法檢測時，無論是顯色劑還是其他試劑均會含有影響吸光度的雜質(zhì)，因此在選擇試劑的過程中盡量要選擇純度較高的試劑。

4.3保證儀器的穩(wěn)定性

分光光度計的穩(wěn)定性主要包括零點穩(wěn)定性和光電流穩(wěn)定性。在不受光的情況下將儀器調(diào)至零點，此時等待3min所示透射比的變化為儀器的零點穩(wěn)定性。而在分光光度計測量范圍兩端向內(nèi)測移lOnm處，儀器調(diào)零，在打開儀器光門的情況下蓋上樣品室蓋，調(diào)節(jié)儀器透射比為95%（數(shù)顯儀器調(diào)至100%），此時等待3min觀察到的透射比變化，被稱為光電流穩(wěn)定性。儀器的穩(wěn)定性決定了檢測數(shù)據(jù)的精密度，保證儀器的穩(wěn)定性，可以減少儀器帶來的檢測誤差。

4.4減少人為操作帶來的誤差

人為操作不當，會帶來檢測誤差，只有對人員進行嚴格的培訓，并使用有效的標準及作業(yè)指導書，或多人操作，以減少人為因素造成的測量誤差。

在化學分析中，分光光度法是應(yīng)用最廣泛，也是最基礎(chǔ)的分析方法之一。分光光度法以其檢出限低、準確度高以及操作簡便被廣泛使用，但儀器操作不當或者人員的疏忽會造成誤差，因此我們在使用分光光度法時應(yīng)當根據(jù)實際情況，減少實驗誤差，獲得更加準確可靠的實驗數(shù)據(jù)。