研究引起分光光度计误差的因素

娄红杰

（中煤龙化哈尔滨煤炭化工有限公司，黑龙江 依兰 154854）

分光光度计是利用一些分光光度法进行对物质定性定量分析研究的仪器，主要根据物质由于辐射而产生的特性来吸收光谱，然后测量物质吸收不同波长的单色辐射的程度，进而做下一步的分析。物质在固定波长或者一定波长范围中的吸收度是分光光度计的工作基本原理，它作为一种测量吸光度的仪器，有着很多的种类。较为常见的有：紫外、红外以及可见的分光光度计等。

引起分光光度计仪器产生误差的原因有很多，主要的误差来源如下：

1 测量中不符合朗伯-比尔定律的因素

1.1 光学因素

朗伯-比尔定律是物质对于光的吸收度与吸收介质厚度和浓度两大方面之间的关系，它仅适用在单色光的研究中。如果在比色测量中采用复合光，就会引起朗伯-比尔定律偏离的现象发生，若是白光，那么该定律直接就不能成立。

如果把两种单色光混合起来形成复合光，在使用复合光开始照射溶液时，被照射的溶液对所照射的光的吸收不遵循朗伯-比尔定律。如果其中一个单色光是被照射溶液的吸收最大波长，那么该单色光对光的吸收系数就在整个吸收光谱中最大。

通过以上分析和相关计算可以看出，混合光在进行溶液的照射时所测出的吸光度，总比单色光照射时吸收峰波长的测量所得值低，这种测量值的偏离就是我们所说的复合光对于朗伯-比尔定律产生的偏离。如果用同一个仪器来进行不同浓度同种溶液的吸光度测量，可以把测量结果绘制成标准的曲线，我们可以方便的看出分光光度计测量的误差原因，复合光容易对高浓度的或者厚液体层的吸光度产生测量偏离，因此，我们得出朗伯-比尔定律偏离这一光学因素是导致分光光度计误差的一个主要的原因。

1.2 化学因素

如果被测量的物质浓度同有色物质质点数之间不构成正比关系，就会使测量的结果不符合郎伯-比尔定律。造成这一现象的主要是一些化学因素的存在，如下：

1.2.1 离解作用

有色络合物避免不了在水中发生离解反应，溶液中的溶质会因为浓度的改变而发生平衡移动，使离解与溶剂间的相互作用，这样就将使物质吸光系数开始变化，保持不了恒定的状态，进而导致物质的吸光度偏离比尔定律。

1.2.2 水解反应

一些强酸性阴离子化合物，当PH值减小的时候，络合物是稳定的不变的，但是一旦PH值发生增长时，络合物就会水解，生成沉淀，大大减少物质的吸光度。硫氰酸铁就是较为常见的这类络合物。

1.2.3 络合反应

在整个朗伯-比尔定律中，出现许多有色物质，而大部分有色物质在浓度增大的时候自身就会形成一定的络合物，所形成的络合物的颜色又与原来有色物质身上的颜色不同。

1.2.4 有色悬浮物质

引起与比尔定律不符的化学因素中，有色悬浮粒子又是其中之一，悬浊液颜色的深度大小主要来源于悬浮颗粒的大小，而悬浮粒子的大小又与显色剂浓度大小以及显色反应时的温度高低和放置时间的长短等因素有关。

2 显色反应条件

通常情况下，如果试剂的浓度和溶液中的酸度以及显色温度和时间等反应的条件不一样，那么整个反应过程的完全程度就将会不同，这样也就会影响到物质测量中的灵敏程度，对测量的重复性也会造成很大的影响，进而使整个测量过程不能有效满足朗伯-比尔定律的规定。

3 共存离子的干扰

共存离子干扰较为常见，一般共存离子对测定过程的干扰因素有：首先，共存离子的自身颜色干扰，有很多的共存离子有自己的颜色，在进行测定工作时，由于离子本身颜色的影响，直接导致测量误差的形成；其次，共存离子和显色剂发生化学反应时生成沉淀干扰，常见的这种反应有硅钼蓝测定硅的时候，化学物质磷也能生成磷钼蓝，误导测定正常实施；最后，共存离子与被测的离子等物质发生化学反应的干扰，有时，共存离子会与被试的离子或者是显色剂发生反应，生成一种更为稳定的络合物，这些络合物没有颜色。有时也会发生一些氧化还原反应，反应过后使被测的离子或者显色剂浓度大大降低，以此造成不应有的影响，阻碍被测离子同显色剂之间的反应。

4 空白溶液的选择

通常情况下，在各种分析方法的使用过程中，为了消除一定的干扰，而采用与测定是试样一样的条件来进行溶液的测定，测出的结果就是我们所说的空白值，通过空白溶液的选择，提高择定过程的准确性。如果试样中其他组份本身或与显色剂作用生成的化合物，在测定波长下不产生吸收，或虽有吸收但引起的测定误差在允许误差范围内，此时还可用蒸馏水或所用的溶剂作空白；如果整个溶液只有显色剂存在颜色，另外测定波长时只对光进行吸收，对其他物质却没有吸收情况，或者吸收的很少，这时可以用显色剂作空白溶液；如果其他存在的影响因素较多，则可以选择一些化学试剂，如络合掩蔽剂、褪色剂等对被测元素中有色络合物进行破坏，有时利用更换试剂加入的顺序来，通过这些方法使被测元素不能显色，以此把它们当作空白溶液使用。

5 仪器误差

5. 1比色皿成套性

在比色装置中，尤其是对成套的比色皿，如果选择的比色皿的玻璃有很多不同的颜色，或者是比色皿的尺寸不全相同，就会给整个测定的过程带来影响，导致测量出现误差。

5. 2 客观因素

在进行测定操作时，也会不同程度的给测量带来影响，其中较普遍的是比色皿的透光表面如果没有被揩干而引起的误差，还有光源电压极不稳定影响测定进程，此外，光电池和光电管的老化或者仪器设备的不稳定等缺陷导致测定难以正常进行。

5. 3吸光度读数范围

不同的吸光度范围，容易产生不同程度的读数误差，而相同的读数误差又会引起不同程度上的测定误差，所以，在此基础上应该选择一个最为合适的吸光度的读数范围，然后进行测定工作。

依据朗伯-比尔定律的要求，计算适当的读数范围，由于在合适的透射比范围中，因读数误差而导致的浓度误差很小，所以，根据所得的一定透射比的范围导出吸光度读数范围。

结语

分光光度计是光学、精密机械和电子技术三者紧密结合而成的光谱仪器,它在科研、制药、化工、环保、卫生、防疫等领域中发挥重要作用。对于分光光度计的研究还需要进一步钻研，不断降低测量的误差，使该技术得到更广泛的发展和利用。

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[3]刘珍.化验员读本[M].北京：化学工业出版社，2003.