淺析朗伯比爾定律
朗伯比爾定律(Lambert-Beer law)是分光光度法的基本定律,,是描述物質(zhì)對某一波長光吸收的強弱與吸光物質(zhì)的濃度及其厚度間的關(guān)系,。
當(dāng)一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時,其吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c及吸收層厚度L成正比,,而與透過率T成反比。
2 比爾—朗伯定律數(shù)學(xué)表達(dá)式:
A=lg(1/T)=KLc
A為吸光度,,T為透過率,,是出射光強度(I)比入射光強度(I0),T=I/I0,。
K為摩爾吸光系數(shù),。它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長λ有關(guān)。
C為吸光物質(zhì)的濃度,,單位為mol/L,,L為吸收層厚度,單位為cm,。
2 適用條件:
(1) 入射光為平行單色光且垂直照射,;
(2) 吸光物質(zhì)為均勻非散射體系;
(3) 吸光質(zhì)點之間無相互作用,;
(4) 輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收,,無熒光和光化學(xué)現(xiàn)象發(fā)生,;
(5) 適用范圍:吸光度在0.2~0.8之間。
01UV測試中的應(yīng)用
由朗伯比爾定律可知,,吸光度A與樣品濃度C(同樣厚度)是成正比關(guān)系的,,因此這就UV儀器分析中基本理論,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進行未知樣品濃度的測定,。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的橫坐標(biāo)(X)表示可以精確測量的變量(如標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度),,稱為普通變量,縱坐標(biāo)(Y)表示儀器的響應(yīng)值(這里指的是吸光度),,稱為隨機變量,。當(dāng)X取值為X1, X2,…… Xn時,儀器測得的Y值分別為Y1, Y2, …… Yn,。將這些測量點Xi, Yi描繪在坐標(biāo)系中,,用直尺繪出一條表示X與Y之間的直線線性關(guān)系,這就是常用的標(biāo)準(zhǔn)曲線法,。用作繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),,它的含量范圍應(yīng)包括試樣中被測物質(zhì)的含量,標(biāo)準(zhǔn)曲線不能任意延長,。用作繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪圖紙的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的標(biāo)度以及實驗點的大小均不能太大或太小,,應(yīng)能近似地反映測量的精度。
02固定波長法
標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立(UV定量測試方法的運用,,以軟件LabSolutions UV-Vis為例),。
圖示:Labsolutions UV-Vis軟件定量法測試界面
圖示:定量[參數(shù)]窗口
選擇“固定波長",指定波長1的具體波長,,右側(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線中“零截距"一般不需要勾選,,如果勾選了,,標(biāo)準(zhǔn)曲線會強制過原點(0,0),,但實際測試中,標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距多少還是會有的,,這和標(biāo)準(zhǔn)樣品的空白有較大的關(guān)系,。
只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)樣品只有一個時,這時如果還需要進行測試,,可以勾選“零截距",,兩點才能形成一條直線。
03雙波長法
總氮的測定:硝酸根離子在紫外線波長220nm有特征性的量大吸收,,但是也有其他溶解性有機物的干擾,,而在275nm波長則基本沒有吸收值。因此,,可分別于220和275nm處測出吸光度,。A220及A275按下式求出校正吸光度A:
A= A220—2×A275
校正吸光度A與溶液濃度符合朗伯比爾定律,,從而繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線以測試未知樣品濃度。
圖示:[登錄波長]窗口
在“登錄波長"窗口設(shè)置所需要的波長220,、275nm,。
圖示:定量[參數(shù)]窗口
在定量參數(shù)窗口就要設(shè)置“雙波長差"的計算方法,并在275nm波長的因子處設(shè)置為2,,從而校正吸光度A=AWL220-2×AWL275,,其余部分就和單波長測試標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置類似。后續(xù)測試時,,有個重要的差異,,由于這是雙波長,就需要使用“基線"功能,,設(shè)置波長范圍覆蓋220,、275nm,例如200~280nm,。否則使用“自動調(diào)零"的話,,就只是當(dāng)前波長調(diào)零,而不能同時使220,、275nm吸光度都調(diào)零,。
04K因子測試方法
圖示:定量[參數(shù)]窗口
如果已經(jīng)知道標(biāo)準(zhǔn)曲線的具體公式,可以選擇“指定標(biāo)準(zhǔn)曲線因子(K因子)"法,,再指定K0,、K1的值,就可以在軟件中生成標(biāo)準(zhǔn)曲線,,后續(xù)直接測試未知樣品的吸光度就能計算出相應(yīng)的濃度,。