某些物質(zhì)經(jīng)過紫外線照射后,能立即放出較低能量的光(即光波較長)。當(dāng)照射停止,如化合物能在10(-9次方)秒內(nèi)停止發(fā)射的低能光,則叫做熒光;超過此限度的低能光,即稱為磷光。
以紫外線作激發(fā)光源,所發(fā)射的熒光常在可見光區(qū),發(fā)出熒光的波長與被照物質(zhì)有關(guān)。以測定熒光強(qiáng)度來確定物質(zhì)含量的方法叫做熒光分析法,所使用的儀器稱為熒光計(jì)。
當(dāng)光源發(fā)出的紫外線強(qiáng)度一定,溶液厚度一定,在溶液的低濃度的條件下,對同一物質(zhì)來說,溶液濃度與該溶液中的物質(zhì)所發(fā)出的熒光強(qiáng)度成正比關(guān)系。即:
I(F)=AC
式中 I(F)——物質(zhì)被紫外線照射后所發(fā)射出的熒光強(qiáng)度;
A——物質(zhì)對紫外線的吸收系數(shù);
C——溶液濃度。
在測定某物質(zhì)樣品溶液的熒光強(qiáng)度時(shí),與比色法一樣要制作標(biāo)準(zhǔn)溶液并測出其熒光強(qiáng)度。樣品溶液的濃度、熒光強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度、熒光強(qiáng)度為正比關(guān)系。即:
Cs/I(Fs)=Cx/I(Fx)
∴ Cx=CsI(Fx)/I(Fs)
式中 Cs——標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度;
Cx——樣品溶液的濃度;
I(Fs)——標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度;
I(Fx)——樣品溶液的熒光強(qiáng)度。
在熒光分析過程中,有兩種光線同時(shí)存在,即紫外線和熒光。所以熒光計(jì)中的光學(xué)系統(tǒng)安排不同于比色計(jì)。在比色計(jì)中的光源、比色槽和光電池按順序排成一條直線;而在熒光計(jì)中三者通常排成直角三角形,如圖7-31所示。
熒光計(jì)中的光源不是用比色計(jì)的鎢絲燈,而是用能產(chǎn)生紫外線的高壓汞燈。它反射的是線狀光譜,能透過汞燈玻璃套管的主要射線波長是365毫微米;比色計(jì)中只有一種光源,所以只需要一個(gè)濾光片。而熒光計(jì)中有兩種輻射三個(gè)濾光片,即:汞燈前的濾光片1用于過濾紫外線,除去其中的可見光。比色槽與光電池之間的濾光片2用于過濾熒光,去除其它色的雜光。濾光片3專門濾除熒光中夾雜的紫外線。
熒光計(jì)的操作與雙光電池光電比色計(jì)基本相同。但在校正儀器時(shí)有所不同。
1.比較法
先配制一份標(biāo)準(zhǔn)溶液,其濃度應(yīng)略大于樣品溶液,濃度越接近,誤差越小。以此標(biāo)準(zhǔn)溶液為準(zhǔn),調(diào)節(jié)透光度在20~60之間某一數(shù)值上,然后測定樣品溶液和空白溶液的透光度。按下列公式計(jì)算樣品溶液的濃度。
Cx=(x-y)/(50-y)×Cs
式中 Cx——樣品溶液的濃度;
Cs——標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度;
x——樣品溶液透光度;
y——空白溶液透光度;
50——假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的透光度。
2.標(biāo)準(zhǔn)曲線法
先配制一系列濃度由小到大的標(biāo)準(zhǔn)管C0、C1、C2……Cn,C0為空白溶液管,Cn為濃度最大的標(biāo)準(zhǔn)管。
以空白溶液C0為起始濃度,置熒光計(jì)透光度于10或20處,調(diào)節(jié)光柵使檢流計(jì)指零,以后光柵不再轉(zhuǎn)動,然后再測出一系列濃度逐高的標(biāo)準(zhǔn)溶液的透光度,以濃度對透光度作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。
或者,以濃度最大的標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)溶液Cn為起始濃度,置熒光計(jì)透光度為100,調(diào)節(jié)光柵使檢流計(jì)指零,光柵不再轉(zhuǎn)動,然后測出一系列濃度逐低的標(biāo)準(zhǔn)溶液的透光度,作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。