1.概述
人們在實踐中早已總結(jié)出不同顏色的物質(zhì)具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)。 根據(jù)物質(zhì)的這些特性可對它進行有效的分析和判別。由于顏色本就惹人注意,根據(jù)物質(zhì)的顏 色深淺程度來對物質(zhì)的含量進行估計,可追溯到古代及中世紀。1852年,比爾(Beer)參考了 布給爾(Bouguer)1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發(fā)表的文章,提出了分光光度的基本定 律,即液層厚度相等時,顏色的強度與呈色溶液的濃度成比例,從而奠定了分光光度法的理 論基礎(chǔ),這就是著名的比爾朗伯定律。1854年,杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人 將此理論應(yīng)用于定量分析化學(xué)領(lǐng)域,并且設(shè)計了第一臺比色計。到1918年,美國國家標(biāo)準局 制成了第一臺紫外可見分光光度計。此后,紫外可見分光光度計經(jīng)不斷改進,又出現(xiàn)自動記 錄、自動打印、數(shù)字顯示、微機控制等各種類型的儀器,使光度法的靈敏度和準確度也不斷 提高,其應(yīng)用范圍也不斷擴大。
紫外可見分光光度法從問世以來,在應(yīng)用方面有了很大的發(fā)展,尤其是在相關(guān)學(xué)科發(fā)展的基 礎(chǔ)上,促使分光光度計儀器的不斷創(chuàng)新,功能更加齊全,使得光度法的應(yīng)用更拓寬了范圍。 目前,分光光度法已為工農(nóng)業(yè)各個部門和科學(xué)研究的各個領(lǐng)域所廣泛采用,成為人們從事生 產(chǎn)和科研的有力測試手段。我國在分析化學(xué)領(lǐng)域有著堅實的基礎(chǔ),在分光光度分析方法和儀 器的制造方面國際上都已達到一定的水平
2.原理
物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量, 相應(yīng)地發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子 、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu),其吸收光能量的情況也就不會相同,因此,每種物質(zhì)就有其 特有的、固定的吸收光譜曲線,可根據(jù)吸收光譜上的某些特征波長處的吸光度的高低判別或 測 定該物質(zhì)的含量,這就是分光光度定性和定量分析的基礎(chǔ)。分光光度分析就是根據(jù)物質(zhì)的吸 收光譜研究物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間相互作用的有效手段。
紫外可見分光光度法的定量分析基礎(chǔ)是朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律。即物質(zhì)在一定濃度 的吸光度與它的吸收介質(zhì)的厚度呈正比,其數(shù)學(xué)表示式如下:
?A=錬c
式中:A—吸光度(又稱光密度、消光值),
?—摩爾吸光系數(shù)(其物理意義為:當(dāng)吸光物質(zhì)濃度為1摩爾/升,吸收池厚為1厘米 ,以一定波長原光通過時,所引起的吸光值A),b—吸收介質(zhì)的厚度(厘米),c—吸光物質(zhì)的 濃度(摩爾/升)。
物質(zhì)的顏色和它的電子結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系,當(dāng)輻射(光子)引起電子躍遷使分子(或離子)從基 態(tài)上升到激發(fā)態(tài)時,分子(或離子)就會在可見區(qū)或紫外呈現(xiàn)吸光,顏色的發(fā)生或變化是和分 子的正常電子結(jié)構(gòu)的變形聯(lián)系的。當(dāng)分子中含有一個或更多的生色基因(即具有不飽和鍵的 原子基團),輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生色團有:
CO, -N=N-, -N=O,-C N 紫外可見分光光度計采用多項當(dāng)今新科技成果,全新的設(shè)計理念,將迅猛發(fā)展的微機技術(shù)與傳統(tǒng)的分光光度計制造技術(shù)巧妙的結(jié)合在一起,儀器智能化程度以及數(shù)據(jù)處理能力優(yōu)異,可廣泛應(yīng)用于化學(xué),藥品,生化,冶金,輕工,材料,環(huán)保,醫(yī)學(xué)化驗等行業(yè),是常規(guī)實驗室的必備儀器。
原子吸收光譜儀是試驗中常見的儀器,因此實驗室人員應(yīng)該好好的去維護它,以免發(fā)生不必要的故障,造成實驗結(jié)果的不準確
故障排除首先應(yīng)分析原因。儀器故障產(chǎn)生的原因和出現(xiàn)的現(xiàn)象是錯綜復(fù)雜的。必須小心觀察故障現(xiàn)象,認真檢測和細致的分析比較,才能找到故障的所在。下面介紹幾種常見故障的排除方法
1、光源系統(tǒng)故障
A、空心陰極燈點不亮故障原因:燈電源出問題或未接通;燈頭與燈座接觸不良;燈頭接線斷路;燈漏氣。
查處方法:分別檢查電源、連線和插接件;若不是電路問題,再進行換燈檢查。
B、燈陰極輝光顏色異常故障原因:燈內(nèi)惰性氣體不純。
查處方法:在工作電流或大電流(80Ma,150mA)下反向通電處理。
C、燈陰極口外發(fā)光或陰極內(nèi)發(fā)生跳動的火花狀放電故障原因:燈內(nèi)惰性氣體壓力降低不能維持正常放電,后者由陰極表面氧化物或雜質(zhì)所致。
查處方法:前中情況需換新燈;后種情況通過十幾毫安的電流直到火花放電停止,若無效則換新燈。
2、能量輸出方面的故障
A、空心陰極燈亮而高壓開啟后無能量輸出故障原因:無負高壓;空心陰極燈發(fā)光異?;蛭恢貌粚?;波長不準;燃燒器擋光;單色器故障;主機電路故障。
查處方法:第二、三、四種情況易查,第一、五、六種情況需按說明書或維修手冊的規(guī)定逐一處理或聯(lián)系廠家。
B、輸出能量過低故障原因:燈能量弱;光路調(diào)整不佳;透鏡或單色器內(nèi)光學(xué)元件被污染;波長不準;放大電路增益下降;光電倍增管衰老。
查處方法:如果是全波段內(nèi)能量普遍偏低,應(yīng)檢測光電倍增管是否衰老和負高壓是否正常;如果能量低與波長有關(guān),除查看光學(xué)元件有無污染外,還應(yīng)檢查單色器光學(xué)系統(tǒng)有無機械位置變化;如果是因波長示值錯亂,應(yīng)重新校正波長;如果是線路增益問題,需檢查放大板和光電倍增管查處原因?;蛑苯勇?lián)系廠家。
C、工作時能量顯示不變化故障原因:主機電路中前置放大器連接問題;主放大器異常。
查處方法:檢查前置放大器和運算放大器。
D、擋光時能量不為零故障原因:前置放大器組件或主放大器組件失調(diào)或損壞。
查處方法:用萬用表監(jiān)測前置放大器輸出,或更換主放大器上的運算放大器。
3、吸收信號方面的故障
A、零點不對故障原因:空心陰極燈衰老,強度太弱;波長調(diào)節(jié)不準;石英窗口和聚光鏡表面污染。
查處方法:針對具體原因相應(yīng)處理
B、靜態(tài)基線漂移故障原因:光源系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)故障。
查處方法:首先查明儀器是否受潮,放置吸潮硅膠儀器通電去潮,一段時間后儀器穩(wěn)定性會逐漸正常。查明儀器單獨“地線”是否良好。任何電磁感應(yīng)都會使儀器產(chǎn)生漂移。元素?zé)艉蜔綦娫吹姆€(wěn)定性負高壓電源的穩(wěn)定性等都可能導(dǎo)致基線漂移。
C、點火基線漂移故障原因:靜態(tài)基線漂移;原子化系統(tǒng)故障。
查處方法:排除靜態(tài)基線漂移;檢查吸液毛細管有無堵塞和氣泡,廢液排泄是否暢通和霧化室內(nèi)有無積水。氣源壓力不穩(wěn)和燃燒器預(yù)熱不夠均會引起漂移。當(dāng)然波長不準也會導(dǎo)致漂移。針對具體情況分別加以處理。
D、噪聲大、讀數(shù)不穩(wěn)故障原因:光源系統(tǒng)、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)發(fā)生故障。
查處方法:首先區(qū)分故障是來源于原子化系統(tǒng)還是電檢測系統(tǒng)。通過點燃火焰吸噴純水和不點火的情況比較,據(jù)基線穩(wěn)定度就和判斷。
如果判斷故障來源于原子化系統(tǒng),還要進而判斷是來自火焰還是噴霧裝罩,可通過吸噴純水和調(diào)節(jié)噴霧器偉觀察噪聲電平是否明顯減小或消失判斷,否則噪聲可能主要來自火焰??烧{(diào)整燃助比、燃燒器高度和穩(wěn)定氣源壓力來觀察噪聲電平的變化情況。噴霧器是火焰原子化系統(tǒng)噪聲的主要來源。
如果判斷故障主要來自電檢測系統(tǒng),需先區(qū)分出來自燈電源還是檢測系統(tǒng)。可使用合格的銅燈讓儀器和燈充分預(yù)熱,切斷入射光,考察此時的噪聲電平。若正常則故障來自燈電源或元素?zé)?。再進一步檢測燈電源或更換新燈檢查。
如果否定來自燈或燈電源,則需進一步檢查單色器系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。故障現(xiàn)象隨波長而變化,則可判斷故障主要來自單色器系統(tǒng)。單色器內(nèi)部的雜散光、光柵及其他光學(xué)元件表面積聚灰塵、污穢均能使噪聲電平增大。檢測系統(tǒng)是噪聲主要來源之一。需用萬用表和示波器先查清是來自電源供電還是光電倍增管或電路。讀數(shù)不穩(wěn)定表示吸收信號上疊加較大的噪聲。這對測量是不利的。導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定的原因主要來自原子化系統(tǒng),吸液毛細管堵塞,霧化器霧口腐蝕,霧化室內(nèi)積液,空氣和乙炔不純或壓力不穩(wěn),試液基體濃度過大,有沉淀和夾雜物,燃燒器縫口沉積有碳和無機鹽或縫口堵塞而使火焰呈鋸齒形,所有這些情況均影響讀數(shù)穩(wěn)定性。應(yīng)針對具體問題加以檢查排除。
4、靈敏度和檢出限方面的故障
A、靈敏度低的故障原因:儀器工作條件不是較佳;毛細管和節(jié)流嘴相對位置和同心度不佳;撞擊球位置不佳;霧化室內(nèi)積廢液;元素?zé)糍|(zhì)劣;線路增益下降;光學(xué)元件積灰塵。
查處方法:需逐一根據(jù)不同問題查處處理。
B、檢出限偏離故障原因:導(dǎo)致靈敏度低的諸項故障;造成噪聲過大和讀數(shù)不穩(wěn)的各項故障。
查處方法:根據(jù)上述有關(guān)方法查處故障。