某些物质经过紫外线照射后,能立即放出较低能量的光(即光波较长)。当照射停止,如化合物能在10(-9次方)秒内停止发射的低能光,则叫做荧光;超过此限度的低能光,即称为磷光。
以紫外线作激发光源,所发射的荧光常在可见光区,发出荧光的波长与被照物质有关。以测定荧光强度来确定物质含量的方法叫做荧光分析法,所使用的仪器称为荧光计。
当光源发出的紫外线强度一定,溶液厚度一定,在溶液的低浓度的条件下,对同一物质来说,溶液浓度与该溶液中的物质所发出的荧光强度成正比关系。即:
I(F)=AC
式中 I(F)——物质被紫外线照射后所发射出的荧光强度;
A——物质对紫外线的吸收系数;
C——溶液浓度。
在测定某物质样品溶液的荧光强度时,与比色法一样要制作标准溶液并测出其荧光强度。样品溶液的浓度、荧光强度与标准溶液的浓度、荧光强度为正比关系。即:
Cs/I(Fs)=Cx/I(Fx)
∴ Cx=CsI(Fx)/I(Fs)
式中 Cs——标准溶液的浓度;
Cx——样品溶液的浓度;
I(Fs)——标准溶液的荧光强度;
I(Fx)——样品溶液的荧光强度。
在荧光分析过程中,有两种光线同时存在,即紫外线和荧光。所以荧光计中的光学系统安排不同于比色计。在比色计中的光源、比色槽和光电池按顺序排成一条直线;而在荧光计中三者通常排成直角三角形,如图7-31所示。
荧光计中的光源不是用比色计的钨丝灯,而是用能产生紫外线的高压汞灯。它反射的是线状光谱,能透过汞灯玻璃套管的主要射线波长是365毫微米;比色计中只有一种光源,所以只需要一个滤光片。而荧光计中有两种辐射三个滤光片,即:汞灯前的滤光片1用于过滤紫外线,除去其中的可见光。比色槽与光电池之间的滤光片2用于过滤荧光,去除其它色的杂光。滤光片3专门滤除荧光中夹杂的紫外线。
荧光计的操作与双光电池光电比色计基本相同。但在校正仪器时有所不同。
1.比较法
先配制一份标准溶液,其浓度应略大于样品溶液,浓度越接近,误差越小。以此标准溶液为准,调节透光度在20~60之间某一数值上,然后测定样品溶液和空白溶液的透光度。按下列公式计算样品溶液的浓度。
Cx=(x-y)/(50-y)×Cs
式中 Cx——样品溶液的浓度;
Cs——标准溶液的浓度;
x——样品溶液透光度;
y——空白溶液透光度;
50——假设标准溶液的透光度。
2.标准曲线法
先配制一系列浓度由小到大的标准管C0、C1、C2……Cn,C0为空白溶液管,Cn为浓度最大的标准管。
以空白溶液C0为起始浓度,置荧光计透光度于10或20处,调节光栅使检流计指零,以后光栅不再转动,然后再测出一系列浓度逐高的标准溶液的透光度,以浓度对透光度作出标准曲线。
或者,以浓度最大的标准管内溶液Cn为起始浓度,置荧光计透光度为100,调节光栅使检流计指零,光栅不再转动,然后测出一系列浓度逐低的标准溶液的透光度,作出标准曲线。