以可见光为光源,通过比较有色溶液对某特定波长光线的吸收程度来确定其含量的分析方法称为可见光分光光度法。分光光度计是分光光度法测定溶液浓度的主要仪器,其种类较多,目前临床上使用较多的有721型、722型、724型、751型等分光光度计。下面以722型光栅分光光度计为例,介绍分光光度计的仪器结构、工作原理和使用方法。
【目的】 了解分光光度计的结构和工作原理,熟悉722分光光度计的使用方法,为今后使用该仪器奠定基础。
【仪器结构】 722型光栅分光光度计由光源、单色器、试样室、光电管、线性运算放大器、对数运算放大器和数字显示器等部件组成,其基本结构如图26-15所示。
图26-15 722型光栅分光光度计结构示意图
1.光源;2.单色器;3.试样室;4.光电管;5.线性运算放大器;6.对数运算放大器;7.数字显示器
【原理】 722型光栅分光光度计光路如图26-16所示,由光源灯(如钨灯)(1)发出的连续辐射光线,经滤光片(2)和球面反射镜(3)至单色器的入射狭缝(4)聚焦成像,光束通过保护玻璃(5)经平面反射镜(6)到准直镜(7)产生平行光,射至光栅(8)色散后又以准直镜(7)聚焦在出射狭缝(10)上形成一连续光谱,由出射狭缝选择射出某一波长的单色光,经聚光镜(11)聚光后,透过试样室(12)中的测试溶液部分吸收后,光经光门(13)再照射到光电管(14)上。当某一波长的单色光通过测试溶液有光吸收现象时,光量减弱,光电转换元件则将变化的光信号转变为电信号,再经线性运算放大器和对数运算放大器处理,将光能的变化程度通过数字显示器显示出来,可根据需要直接从数字显示器上读取透光度(T)、吸光度(A)或浓度(C)。
图26-16 722型光栅分光光度计光学系统示意图
1.光源灯;2.滤光片;3.球面反射镜;4.入射狭缝;5.保护玻璃;6.平面反射镜;7.准直镜;8.光栅;9.保护玻璃;10.出射狭缝;11.聚光镜;12.试样室;13.光门;14.光电管
【操作】 722型光栅分光光度计的外观如图26-17所示。
图26-17 722型光栅分光光度计外观示意图
1.数字显示器;2.消光度调零旋钮;3.选择开关;4.吸光度调斜率旋钮;5.浓度旋钮;6.光源室;7.电源开关;8.波长旋钮;9.波长刻度窗;10.试样架拉手;11.100%T旋钮;12.0%T旋钮;13.灵敏度调节旋钮;14.干燥器
1.调节灵敏度 将灵敏度调节旋钮(13)置于放大倍率最小的“1”档。
2.调节波长,预热仪器 开启电源开关(7),此时指示灯亮;将选择开关(3)置于“T”位;用手旋动波长旋钮(8),使波长刻度窗(9)显示所需波长;仪器预热20min。(www.xing528.com)
3.调节透光度为“0” 打开试样室盖(光门自动关闭),调节0%T旋钮(12),使数字显示器(1)的数据显示为“00.0”。
4.放置比色皿 将盛有各种溶液(空白溶液或对照溶液、标准溶液、待测溶液)的比色皿置于比色皿架槽上,盛有空白溶液或对照溶液的比色皿对准光路。
5.调节透光度为“100” 合上试样室盖,调节100%T旋钮(11),使数字显示器(1)的数据显示为“100.0”(若显示不到“100.0”,可适当增加灵敏度档位,但尽可能倍率置低档使用)。反复调节0%T旋钮(12)和100%T旋钮(11),保证“00.0”和“100.0”分别到位。仪器即可进行测定工作。
6.透光度T的测定 拉动试样架拉手(10),分别将盛有标准溶液、待测溶液的比色皿移入光路,数字显示器(1)的显示值即为对应溶液的透光度值(T)。
7.吸光度A的测量 参照步骤“3”和“5”分别调整仪器,保证“00.0”和“100.0”分别到位后,将选择开关(3)置于“A”,调节消光度调零旋钮(2),使数字显示为“.000”,然后分别将盛有标准溶液、待测溶液的比色皿移入光路,数字显示器(1)的显示值即为对应溶液的吸光度值(A)。
8.浓度C的测量 参照步骤“3”和“5”分别调整仪器,保证“00.0”和“100.0”分别到位后,把选择开关(3)置于“C”,将盛有标准溶液的比色皿移入光路,调节浓度旋钮(5),使得数字显示其浓度值,再将盛有被测溶液的比色皿移入光路,数字显示器(1)即可显示待测溶液的浓度值(A)。
【操作练习】 配置不同浓度的重铬酸钾溶液,选择一中间浓度为标准溶液,余为待测溶液,以蒸馏水为空白溶液,在波长440 nm处进行比色测定。
【注意事项】
(1)仪器预热是保证测定结果准确稳定的重要步骤。
(2)比色皿的清洁程度直接影响到实验结果。因此,要将比色皿清洗干净。
(3)每台仪器所配套的比色皿,不能与其他仪器上的比色皿单个调换。
(4)比色皿内盛装的液体不能超过其容量的2/3,也不宜少于1/2,且在检测前必须用滤纸将比色皿外的液体擦拭干净。
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