摘要:仪器光谱带宽对于分光光度计的使用具有重要影响。光谱带宽的大小会在实际的测量过程中发生变化,因此需要对于测量物品的浓度和测量光程进行有效分析。本文首先对于光谱带宽基本内容进行阐述,然后通过实验分析不同条件下光谱带宽对重铬酸钾溶液吸光值的影响。
关键词:分光光度计;光谱带宽;重铬酸钾;吸光特性;影响分析
一、光谱带宽
对分光光度计进行检测的设备,其关键内容为单色器系统。其中的单色器决定了检测设备的基本光学性能和检测性能。单色器受多种因素的影响,比如入射狭缝、出射狭缝、准直镜、色散元件、聚焦装置等。在进行光谱带宽研究时,首先光源进入射狭缝,然后对单色器的光性能进行调整,对影响研究结果的杂散光进行阻碍。然后反射镜把入射光变成光束,通过棱镜将其转化为单色光。最后通过透镜对单色光进行聚集,使其出现在射狭缝中。具体的研究原理如下图1、图2所示:
图1. Czerny-Turner 型(C-T 型)光栅单色器
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图2. Bunsen 棱镜单色器
经过研究表明,为了得到纯度更高的单色光,需要损失相应的光谱能量。这样会使得检测设备不能检测到较强的光度信号,对检测结果进行阻碍。
二、光谱带宽对吸光特性的影响
为了有效研究分光光度计光谱带宽对重铬酸钾吸光特性的影响,在试验过程中,其被测量的对象是300mg/L 浓度的重铬酸钾硫酸溶液,使用TU-1810PC紫外可见分光光度计检测设备对其吸光数据进行测量。将比色皿光程设定为: 5mm、2mm、1mm、0.5mm和0.2mm,在实验过程中保持实验室温度在24.5℃至25.5℃之间。
1. 光谱带宽对吸收波长的影响
在光程和光谱带宽的变化过程中,对于重铬酸钾的吸收谱线和吸收波长的变化情况进行分析,具体的吸光度测量谱图如下图3所示。
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图3.重铬酸钾溶液吸收谱线
对于图中的不同数据阶段进行划分,其中将波谷吸收波长设立为A和C,吸收波峰吸收波长为B和D。通过对重铬酸钾溶液在不同光谱带宽下的数据进行分析,能够得出以下结论:
①A点在0.5mm的光程下出现波动,其波动最大值为1.75nm。B点在5mm的光程下出现最大波动,为1.93nm。C点在0.5mm的光程下出现最大波动,最大值为1.83nm。D点在0.2mm的光程下出现最大波动,波动为2.23nm。
②根据检测可知,当光程为0.5mm时,A、B、C、D 四点会出现最大的光谱带宽变化,达到1.64nm。 A、B、C、D 四点出现波动的情况最小值为0.60nm,出现在2mm的光程中。其他的5mm、1mm和0.2mm的光程,对应的变化波动值为0.98nm、0.69nm和1.10nm。
2.光谱带宽对吸光度值的影响
为了有效分析光谱带宽对吸光度值的影响效果,此时将重铬酸钾的浓度调整到400mg/L。并对特定波长为235nm、257nm、313nm、350nm的吸光度数值变化情况进行分析。通过所检测的数据,可以得出以下结论:
①在所有光程下,检测得出其对应的吸光度相对变化量为1mm光程下的 2.59%、0.5mm光程下的2.46%、1mm光程下的3.86%、0.2mm光程下的2.81%。
②在1mm光程时,出现最大值的吸光度值变化,为2.42%。在0.5mm光程时,出现吸光度相对变化量最小值,为0.96%。其余的5mm相对变化量为1.12%、2mm相对变化量为1.05%、0.2mm变化量为1.38%。
三、分析与讨论
综上所述,本文为了充分研究分光光度计光谱带宽对重铬酸钾吸光特性的影响,将检测设备的光谱带宽变化设定为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm。这样不仅能够为试验过程提供一定的便利性,而且能充分满足研究变化的一般性。
通过对大量检测数据进行分析,并没有发现检测设备的光谱带宽变化对于重铬酸钾的吸收波长和吸光数值具有相应的规律性。并且,吸光度数值变化与不同的测量光程和测量波长之间也不存在相应的波动规律。因此,为了不断提高检测结果的准确性,降低检测结果单额误差,相关实验人员需要经过多次尝试,发现最优的光谱带宽检测条件。同时,利用更加现代化的光谱能量检测设备,提高光谱检测分辨率,降低信噪比对于实验结果的不利影响;为我国相关研究的长期发展做出贡献。
参考文献
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