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朗伯-比爾定律的適用條件及引起偏離的因素

來源:深圳市芬克儀器有限公司   2023年10月12日 18:11  

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      朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law,A=ebc)是分光光度法的基本定律,,也是利用分光光度法進(jìn)行物質(zhì)定量的理論基礎(chǔ),。該定律描述了特定物質(zhì)(摩爾吸收系數(shù),,e,,屬于物質(zhì)的物理性質(zhì))對某一波長光吸收的強(qiáng)弱程度(吸光度,,A)與吸光物質(zhì)的濃度(c)、光程(即溶液厚度,,b)之間的關(guān)系,。

       其物理意義是,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(shí),,其吸光度(A)與吸光物質(zhì)的濃度(c),、光程(b)均成正比例關(guān)系,而與透光率(T)成反比例關(guān)系,。

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(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,即待測物需為均一的稀溶液,、氣體等,,無溶質(zhì)、溶劑及懸濁物引起的散射,;

(3)吸光質(zhì)點(diǎn)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,。



由此就可以分析出導(dǎo)致偏離朗伯-比爾定律的原因有以下幾點(diǎn):


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嚴(yán)格說來,,朗伯-比爾定律只適用于單色光,。但由于儀器分辨能力所限,,入射光實(shí)際為一很窄波段的譜帶。由于分光光度計(jì)分光系統(tǒng)中的色散元件分光能力差,,即在工作波長附近或多或少含有其他雜色光,,雜散光(非吸收光)也會對朗伯-比爾定律產(chǎn)生影響,這些雜色光將導(dǎo)致朗伯-比爾定律的偏離,。實(shí)際上,,理論上的單色光是不存在的,我們所做的只能是讓入射光的光譜帶寬盡可能的小,,要盡可能的靠近單色光,。

另外,來自出射狹縫的光,,其光譜帶寬度大于吸收光譜帶時(shí),,則投射在試樣上的光就存在非吸收。這不僅會導(dǎo)致靈敏度的下降,,而且使標(biāo)準(zhǔn)曲線向下彎曲,,從而偏離朗伯-比爾定律,。非吸收光越強(qiáng),對測定靈敏度影響就越嚴(yán)重,。并且隨著被測試樣濃度的增加,,非吸收光的影響增大。當(dāng)吸收很小時(shí),,非吸收光的影響可忽略不計(jì),。


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朗伯-比爾定律只適用于稀溶液。當(dāng)濃度過高時(shí),,吸光粒子間的平均距離減小,,受粒子間電荷分布相互作用的影響,其摩爾吸收系數(shù)發(fā)生改變,,導(dǎo)致偏離比爾定律,。


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在不同的溶劑中,由于溶質(zhì)和溶劑的作用,,生色團(tuán)和助色團(tuán)會發(fā)生相應(yīng)的變化,,使吸收光譜的波長向長波長方向移動(dòng)或向短波長方向移動(dòng),即所謂的紅移和藍(lán)移,。例如,,碘在四氯化碳溶液中呈紫色,在乙醇中呈棕色,。

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朗伯-比爾定律是適用于均勻,、非散射的溶液。那么,,如果被測試液不均勻,,是膠體溶液、乳濁液或懸浮液,,則入射光通過溶液后,,除了一部分被試液吸收,還會有反射,、散射使光損失,,導(dǎo)致透光率減小,使透射比減小,,使實(shí)際測量吸光度增大,,使標(biāo)準(zhǔn)曲線偏離直線向吸光度軸彎曲,造成對朗伯-比爾定律的偏離,。所以,,在分析條件選擇時(shí),應(yīng)考慮往樣品溶液的測量體系中加入適量的表面活性劑等來改善溶質(zhì)的均勻度,。

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朗伯-比爾定律也會受到化學(xué)因素的影響,。解離,、締合、生成絡(luò)合物或溶劑化等均會對朗伯-比爾定律產(chǎn)生偏離,。離解是偏離朗伯-比爾定律的主要化學(xué)因素,。當(dāng)溶液濃度改變,其離解程度也會發(fā)生變化,,這將導(dǎo)致吸光度與濃度的比例關(guān)系便發(fā)生變化,,從而偏離朗伯-比爾定律。

溶液中有色質(zhì)點(diǎn)的聚合與締合,,形成新的化合物或互變異構(gòu)等化學(xué)變化,,以及某些有色物質(zhì)在光照下的化學(xué)分解、自身的氧化還原,、干擾離子和顯色劑的作用等,,都對遵守朗伯-比爾定律產(chǎn)生不良影響。

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