可見分光光度法參比液如何選擇

關于可見分光光度法的參比液的討論
衷明華
摘  要  根據現行教材在討論可見分光光度法參比液的選擇上存在參比不足或過量的問題，提出了使吸光度能真正地反映被測有色物濃度的參比方法。
關鍵詞  可見分光光度法，參比液
1        問題的提出
可見分光光度法的參比液是用來調節儀器工作零點的，它們的選擇原則是使測得的吸光度能真正反映有色欲測物的濃度。現行教材[1~5]在討論參比液的選擇上卻不完全符合這一原則，存在著參比不足或過量的問題。
2        問題的討論
通常在測定的試液（S）里有色欲測物（X），也有無色欲測物（X’），人們就必須在S里加入某些試劑（R），通過顯色反應將X’轉化為 X。為了保證X’能定量地轉化為X，R中的顯色劑常常是過量地加入。由于R和S可能有色或者說在測量波長（λ1）處有吸收，因此必須選擇適當的參比液來消除R和S的干擾。
⑴.當R和S無色時，它們同H2O一樣，在可見光區基本無吸收光譜，故H2O、R、S均可作參比液，教材[1~5]選用H2O作參比是合理的。
⑵.當R有色，S無色時，教材[1~5]選用R作參比液（即先在S中加入適當的掩蔽劑將X’掩蔽起來，然后再按測定x的方法加入R，并以此為參比）。實際上欲測體系中真正過剩的R是隨S中X’量的不同而不同，X’量多過剩的R就少，X’量少過剩的R就多。它們的吸收光譜示意圖見圖1。其中（a）與（b）中的R在λ1下對欲測體系的吸收光譜作用是一致的，R雖然有色，但在λ1處無吸收，故不干擾X的測定，因此，除了可用R作參比以外，亦可用H2O或S作參比；（c）（d）中的R在λ1F下對欲測體系的吸收光譜作用類似，它們干擾的測定。對體系，若用H2O或S作參比，由于欲測體系中的過剩R在λ1下也會有吸收，因此，測量吸光度（A1m）大于真實吸光度（A1m -A1'），即參比不足；若用R作參比，由于欲測體系中的過剩R必定小于參比液的R，因此，測量吸光度（A1m -A1）小于真實吸光度（A1m -A1'），即參比過量。
⑶.當R無色，S有色時，教材[1~5]選用S作參比，同樣值得探討，它們的吸收光譜（見圖1）與（2）完全類似，僅R換成S而已。

圖1  吸收光譜示意圖（H2O參比）
                  曲線1.欲測組分x的吸收光譜
                  曲線2.欲測體系過剩R（或S）的吸收光譜
                  曲線3.R參比液（或S參比液）的吸收光譜
顯然，R或S有色（指在λ1處能產生吸收）時，要正確地調節儀器工作零點，準確地出X吸光度，關鍵在于能否用欲測體系中真正過剩的R或S作參比。這似乎是困難的，但我們可通過再選一根測量波長（λ2）的辦法來實現儀器工作零點的正確調節。具體做法是：首先，以H2O作參比在λ1處分別對R或S參比液（其R或S濃度為C1）、欲測體系（其X濃度為Cx，過剩或S濃度為C1’）進行測量，測得的吸光度分別為A1、A1m；隨后，仍以H2O作參比在λ2處分別對R或S參比液、欲測體系再一次地進行測量，測得的吸光度分別為A2、A2m。根據比耳定律和吸光度加和性有：
                  A1m = A0 + A1'= K0’bCx + K1’bC1’                     （1）
                      A2m  = A0'+ A2'= K0”b Cx + K1”b C1’                   （2）
                                A1= K1’bC1’                               （3）
                                A2= K1”bC1’                               （4）
式中，K0’、K0”分別為X在λ1、λ2處的吸收系數；K1’、 K1”分別為R或S在λ1、λ2處的吸收系數。
在一定的濃度范圍內，R或S在λ1、λ2處的吸光度比值僅與吸收系數有關，與它們的濃度大小無關。即：
                 A1/ A2= K1’bC1/ K1”bC1’= K1’/ K1”
             A1’/ A2’= K1’bC1/ K1”bC1’= K1’/ K1”
令：                        A1/ A2= A1’/ A2’= K1’/ K2”=K                      （5）
(1)        式-K*（2）式，得：
△        A= A1m – KA2m =（A0+ A’1）-K（A’0+ A’2）=（A0-KA’0）+（A’1+ KA’2）
= A0-KA’0= K0’bCx - KK0”b Cx =（K0’- KK0”） bCx                          （6）
可見，本文提出的方法（即按（6）式的測量方法）能真正地使測量吸光度反映欲測物的濃度。當然，為了使△A值盡可能地大，靈敏度盡可能地少損失或不損失，λ2應該選在R或S的峰值吸收處或x的吸收的谷底處。

參 考 文 獻
1武漢大學主編，分析化學（第三版）.北京：高等教育出版社，1995，393
2林樹昌，遲興婉，郭金雪，胡乃非.定量分析化學.北京：北京師范大學出版社，1991，445~446
3華東化工學院分析化學教研組，成都科學技術大學分析化學教研組編. 分析化學（第三版）. 北京：高等教育出版社，1989，355~356
4彭崇慧，馮建章，張錫瑜編著.定量化學分析簡明教程.北京大學出版社，1985，277
5華中師范大學，東北師范大學，陜西師范大學編，分析化學（第二版），北京：高等教育出版社，1981，524
Reference Solution in Visible Spectrophotometry
Zhong Minghua
Abstract  In this paper,Based on the reference inadequate or excessive problem with regard to reference solution of visible spectrophotometry in now available textbook,and propose the correct reference method in which absorbance can reflect colourde analyte concentration.
Keywords  Visible spectrophotometry,Reference solution