(一)吸收光度法加和性的利用
根據(jù)囁收光度的定義,某一溶液的吸光度為入射光強(qiáng)度與透射光強(qiáng)度之比的對(duì)數(shù)值。如果溶液中只有一種吸光物質(zhì),則根據(jù)光吸收定律,所測(cè)得的吸光度與該物質(zhì)濃度成正比。但是如果溶液中有兩種或兩種以上的吸光物質(zhì)(最普通的就是金屬離子與顯色劑形成的絡(luò)合物以及顯色劑本身兩種),這時(shí)測(cè)得溶液是兩種(或兩種以上)吸光物質(zhì)吸光度之和。這就是光的加和性,在實(shí)際工作中用處很大。例如測(cè)定吸光度時(shí)參比溶液的選擇,混合離子的測(cè)定,干擾物質(zhì)吸光度的抵消或扣除等,都是以光的加和性為基礎(chǔ),采取有關(guān)措施可提高測(cè)定的準(zhǔn)確度的。
(二)參比溶液的選擇
如前所述,吸光度的測(cè)定主要是測(cè)定入射光與透射光強(qiáng)度之比,但在實(shí)際測(cè)定中,而是選擇一種溶液,稱為參比溶液做比較標(biāo)準(zhǔn),將被測(cè)溶液的透射光強(qiáng)度與參比溶液的透射光強(qiáng)度相比較;參比溶液可以是純?nèi)軇ㄒ话闶撬?,也可以是有色溶液。參比溶液主要?/span>抵消被測(cè)物中不需要部分的吸光度,測(cè)定所需的吸光度;因此合理使用參比液,可提高光度法的準(zhǔn)確度。
(三)吸光度與波長(zhǎng)的選擇
我們知道,通常所謂的白光,如日光,白熾燈光,實(shí)際上是具有從400~750毫微米(就可見光范圍而言)波長(zhǎng)的連續(xù)光譜的混合光。當(dāng)混合光通過溶液時(shí),一部分光被吸收,另一部分光透過溶液。由于透射光波長(zhǎng)范圍的不同,人眼所感覺到的顏色也不同。
如果將色光混合,即將被吸收部分和透射部分仍以一定強(qiáng)度比混合,則仍將獲得“白光”。實(shí)際上在400750毫微米波長(zhǎng)范圍內(nèi),除498~566毫微米波段的光外,其它各種顏色的“單色光”均可找到另一種顏色的“單色光”與其“互補(bǔ)”。如576毫微米的黃色光與475毫微米的藍(lán)色光按適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比混合后,即得白光。至于498~566毫微米波段內(nèi)的光,其補(bǔ)色光系非單色光,即為混合色光紅紫色,這種光在單色光中是找不到的。各種顏色的光互補(bǔ)的關(guān)系見圖46所示。
在比色分析中中,濾光片的選擇大體就根據(jù)這種互補(bǔ)關(guān)系,即濾光片的透射光顏色與溶液顏色互補(bǔ)。表133示出了581G型比色計(jì)濾光片。
選擇合適波長(zhǎng)的入射光可消除于擾擾。當(dāng)溶液中存在其它有色離子時(shí),如用PAR顯色劑測(cè)定鈮時(shí),試劑本身有色,Nb-PAR的絡(luò)合物吸收峰在530~550毫微米之間,而顯色劑的光吸收從530550毫微米逐漸降低。為此可考慮在550毫微米處進(jìn)行測(cè)定,此時(shí)顯色劑的吸光度較小,或利用吸光度的加和性在空白溶液中加入相同量的顯色劑,也可得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。
(四)吸吸收光度法適用的測(cè)量范圍
根據(jù)顯色溶液遵守光吸收定律,可估計(jì)出吸收光度法適用的測(cè)量范圍及分析步驟。如果要求測(cè)定含量低于或高于此范圍,則可通過改變稱樣(或分?。┝?,顯色體積或比色皿厚度進(jìn)行調(diào)整,使之適應(yīng)要求。
(五)吸收光度法適用的試樣品種范圍
主要注意干擾元素種類允許限量,分離,掩蔽或校正干擾的措施,并與要求分析試樣成分對(duì)照,判定方法是否實(shí)用或需要采取附加措施施。對(duì)于分析試樣樣,應(yīng)盡可能事先了解其含有元素成分。在無法知道成分而又懷疑有干擾時(shí),則應(yīng)設(shè)法驗(yàn)證分析結(jié)果的可靠性。例如做標(biāo)準(zhǔn)溶液回收試驗(yàn)等。
(六)吸收光度法的操作靈敏度及吸光度穩(wěn)定性5『9,0
根據(jù)顯色時(shí)取樣量,顯色體積,比色皿厚度等條件,估算出在固定操作條件下,測(cè)定出0.01吸光度相當(dāng)于被測(cè)元素在試樣中多大的百分含量,即操作靈敏度。據(jù)此可粗略估計(jì)測(cè)定的重復(fù)性或準(zhǔn)確度,以判斷該方法能否滿足允許公差要求,或需要通過增加取樣量,加大比色皿厚度,或增加測(cè)量次數(shù)等等,以提高操作靈敏度,滿足公差要求。
(七)使用標(biāo)準(zhǔn)透光率滲液校正讀數(shù)標(biāo)尺
曾有人準(zhǔn)確測(cè)定了濃度為0.0400克/升的K:CrO,溶液(以0.05M氫氧化鉀溶液配制在不同波長(zhǎng)下的透光率值,可用作校驗(yàn)儀器讀數(shù)標(biāo)尺,消除因標(biāo)尺不準(zhǔn)帶來的誤差,提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。其標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)如表134所示。
(八)使用差示光度法提高測(cè)定的精度
差示光度法是用一種比測(cè)定試樣稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液作參比液與測(cè)定試樣溶液相比較,測(cè)量其吸光度,再從測(cè)得的吸光度求得溶液未知濃度。差示光度法與普通光度法相比較,前者大大提高了測(cè)量精確度和再現(xiàn)性,適于高含量或低含量光度的測(cè)定。
對(duì)于高含量元素的測(cè)定,一般的吸收光度法主要依靠少取樣,稀釋或改用小比色皿等辦法,使顯色溶液吸光度降至適宜范圍內(nèi)。這樣可保持測(cè)定的相對(duì)誤差大致不變,但絕對(duì)誤差往往超出允許公差規(guī)定。采取差示光度法則可能使高含量的測(cè)定保持較高的準(zhǔn)確度。
假設(shè)測(cè)定某一元素,稱樣0.5克,含量為1.0%,分取試液后顯色,所測(cè)定的吸光度為0.65,即操作靈敏度約0.015%(被測(cè)元素/0.01吸光度)。設(shè)吸光度波動(dòng)范圍為0.02,則可估計(jì)測(cè)定絕對(duì)誤差約為(0.015×2)%=0.030%?,F(xiàn)假定一試樣含量量為2.5%,若仍稱樣0.5克,吸光度將為0.65×2.5=1.625,顯然讀數(shù)太高。按一般做法,可以少稱樣設(shè)為0.2克,其他操作不變,則吸光度讀數(shù)將為1.625、0.2=0.65。吸光度波動(dòng)范圍仍是0.02,但這時(shí)因操作靈敏度下降(為0.015×2.5=0.0375%被測(cè)元素/0.01吸光度),測(cè)定的絕對(duì)誤差將為0.0375×2=0.075%。但是采取差示光度法,例如用含量約1.5%(稱樣0.5克時(shí)吸光度為1.0)的同品種標(biāo)樣顯色后做參比溶液,則因?yàn)楸粶y(cè)溶液吸光度將被抵消1,0,所以含量2.5%的試樣也可稱取0.5克顯色,其吸光度讀數(shù)為1.625-1.0=0,625這時(shí)操作靈敏度仍為0.015%/0.01吸光度,測(cè)定絕對(duì)誤差為0,030%。以上情況示于表135。
注:表中按0.02吸光度計(jì)算。
由上表可知,差示光度法可以提高測(cè)定準(zhǔn)確度,它不僅允許稱樣較多,同時(shí)也提高了測(cè)量(讀數(shù))精度。如前例例,用吸光度為1.0的顯色液為參比溶液,使吸光度讀數(shù)1.625變?yōu)?.625,相當(dāng)于將讀數(shù)標(biāo)尺上1.0至1.625一小段距離擴(kuò)大到讀數(shù)由0至0.625的大段距離。除此之外,如果果用柞品標(biāo)樣做參比溶液(這是容易做到的),可將幾乎所有的干擾(非所測(cè)成分產(chǎn)生的吸光度)抵消,有利于提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。
因?yàn)樵诓钍竟舛确ㄖ惺褂脜⒈热芤旱闹饕饔檬堑窒舛?,所以在?shí)際工作中還可采用許多其它措施,例如用電補(bǔ)償扣除吸光度;或用毛玻璃擋光扣除吸光度等。
無論采用何種方式抵消吸光度,都會(huì)受到儀器光源強(qiáng)度,接受器靈敏度等限制。即不能無限提高參比溶液(或其他抵消)抵消吸光度的性能,只能將其吸光度讀數(shù)調(diào)至零。此外,顯色劑本身顏色很深,往往也限制了差示光度法的應(yīng)用。
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