紫外可見分光光度計(UV-Vis Spectrophotometer)是一種用于測量物質對紫外(UV)和可見光(Vis)區域光譜吸收特性的分析儀器。它廣泛應用于化學、環境、生物、材料等多個領域的定性和定量分析。本文將介紹其基本工作原理。
光的吸收與光譜原理
紫外可見分光光度計基于物質分子對特定波長光的吸收特性。當光通過樣品時,樣品分子吸收部分光能,使透射光的強度減弱。通過測量吸光度(吸收程度),可以分析樣品的性質和濃度。
儀器組成
紫外可見分光光度計主要由以下幾個部分組成:
光源:提供連續的紫外和可見光。通常采用氘燈(產生紫外光)和鎢燈(產生可見光)。
單色器(光柵或棱鏡):將光源發出的復合光分離成單色光,即特定波長的光。
樣品室:放置待測樣品的容器,通常使用石英或玻璃比色皿。
檢測器:測量通過樣品后的光強,常用光電倍增管或光電二極管。
信號處理系統:將檢測器輸出的電信號轉換成吸光度或透射率的讀數。
工作過程
光源發射光線,經過單色器被分成特定波長的單色光。
單色光通過樣品室,樣品吸收一定波長的光,導致透射光強度降低。
檢測器測量透射光強度,將其轉換成電信號。
信號處理系統計算吸光度,根據朗伯-比爾定律(A = log(I?/I),其中I?為入射光強度,I為透射光強度)得出樣品的吸光度。
數據輸出和顯示,用戶根據吸光度數據進行分析。
朗伯-比爾定律基礎
朗伯-比爾定律是紫外可見分光光度計定量分析的理論基礎。它表明吸光度與樣品濃度和光程長度成正比,從而實現樣品濃度的測定。
總結
紫外可見分光光度計通過測量樣品對紫外和可見光的吸收程度,利用光的單色化和檢測技術,定量分析樣品成分。其工作原理依托于光的吸收特性和朗伯-比爾定律,是現代化學分析中不可或缺的重要工具。