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示差分光光度法
示差分光光度法
1
示差法的原理
吸光光度法一般仅适用于微量组分的测定,当待测定组分浓度过高或过低,亦即吸光度测量值过大或过小时,从上节的测量误差的讨论得知,在这种情况下即使没有偏离朗伯—比耳定律的现象,也会有很大的测量误差,导致准确度大为降低。采用示差法可克服这一缺点。目前主要有高浓度示差法,稀溶液示差法和使用两个参比溶液的精密示差法。其中以高浓度示差法应用*多,本节将着重讨论。
示差光度法和一般的光度法不同之处主要在于,示差法不是以空白溶液(不含待测组分的溶液)作为参比溶液,而是采用比待测溶液浓度稍低的标准溶液作参比溶液,然后测量待测溶液的吸光度,再从测得的吸光度求出它的浓度。这样便大大提高测定结果的准确度。
设用作参比的标准溶液浓度为
c
s
,待测溶液浓度为
c
x
,且
c
x
>
c
s
,根据朗伯—比耳定律得到
A
x
=εc
x
b
A
s
=εc
s
b
两式相减:
A
相对
=A
x
-As
=
εb
(c
x
-c
s
)
=
εbΔc
(2-12)
实际操作是:用已知浓度的标准溶液作参比,调节其吸光度为零(透光率100%),然后测量待测溶液的吸光度。这时测得的吸光度实际是这两种溶液吸光度的差值(相对吸光度)。从(2-12)式可知,所测得的吸光度差值与这两种溶液的浓度差成正比。这样便可以把空白溶液为参比的稀溶液标准曲线作为
ΔA
对应于
Δc
的工作曲线,根据测得的
ΔA
找出相应的
Δc
值,从
c
x
=
c
s
+
Δc
,便可求出待测溶液之浓度,这就是示差法定量测定的基本原理。
2
示差法的误差
用示差法测定浓度过高或过低试液,其准确度比一般分光光度法高。这可从图2-3看出。设
图2-3 示差法标尺原理
按一般分光光度法用试剂空白作参比溶液,测得溶液的透光率
T
x
=6%,显然,这时的测量读数误差是很大的。采用示差法时,如果按一般分光光度法测得的
Ts
=10%的标准溶液作参比溶液,使其透光率从标尺上
Ts
1
=10%处调至
Ts
2
=100%处,相当于把检流计上的标尺扩展到原来的十倍(
T
S2
/
T
S1
=100/10=10),这样待测试液透光率原来为6%,读数落在光度计标尺刻度很密,测量误差很大的区域,改用示差法测定时,透光率则是60%,读数落在测量误差很小的区域,从而提高了测定的准确度。计算出来的
c
x
当然比较准确了。示差光度法测定的
Δc
即使很小,如果测量误差为
dc
,虽然
dc
/
Δc
可能会很大,但*后测定的结果之相对误差是
dc
/(
c
x
+
Δc
),而
c
x
相对于
Δc
而言是个相当大的值,且十分准确,因此相对误差就大为降低,导致*后测定结果的准确度必然提高。所以示差分光光度法可以准确测定高浓度的试液,同样示差分光光度法也可以用来测定低浓度的试液,水汽分析中用来测定微量硅的仪器——小硅表就是利用示差法设计的。
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