581-G型光电比色计和72型分光光度计,工作波段都在400~800nm范围内,只能测定物质在可见光区的吸收光谱,而国产75-1型分光光度计,工作波段在200~1000nm范围内,可测定物质在紫外区,可见光区及近红外区的吸收光谱,因而它的应用范围更为广泛。
下面介绍一下紫外吸收光谱在分析工作中的应用:
根据物理知识,光波的波长愈短,能量愈大。紫外光的波长范围为200~400nm,而可见光的波长范围为400~800nm。所以紫外光的能量比可见光的能量大,可见光只能激发物质分子中处于不稳定能级的价电子,而紫外光可激发比较稳定的不饱和键的π电子,尤其是共轭体系中π电子。因而共轭的不饱和碳氢化合物和具有孤对电子的化合物(包括无机化合物)在紫外区都有吸收光谱。反之,饱和的碳氢化合物在紫外区不产生吸收峰,因此,常以饱和的碳氢化合物作为紫外吸收光谱分析的溶剂(例如己烷、庚烷、环己烷等)。
紫外吸收光谱大多应用于鉴定含有双键、尤其是共轭体系的化合物,如含羰基、醛基、羧基、硝基等的脂肪族化合物,以及含苯环的芳香族化合物。
75-1型分光光度计(图13-15)采用自准式光路,单光束非记录型,其波长范围为200~1000nm。在波长320~1000nm范围内,用钨丝白炽灯泡作光源,在波长200~320nm范围内,用氢弧灯作光源。
由光源(3或1)发出的连续辐射光线,射到聚光凹面镜2上,被反射到平面镜4,然后又反射至入射狭缝S1上,由此入射到单色器内。而狭缝S1正好位于球面准直物镜7的焦面上,因此入射光线到达物镜7上反射后,就以一束平行光射向棱镜8(该棱镱背面是镀铝的),入射角在最小偏向角,入射光穿过石英棱镜,为棱镜底面所反射,重又穿过棱镜。经过棱镜的色散作用,分开为光谱带。这样从棱镜色散出来的光线经准直物镜7反射后,就会聚在出射狭缝S2上。为了消除杂散光对测量结果的影响,在出射狭缝S2后装有滤光片10。光线经过滤光片后进入试样室,室中装着被测溶液的比色槽,光线通过被测溶液比色槽后照射到光电管的阴极面上,产生光电流。光电流在一个高电阻上产生电压降,此电压降由直流放大器放大后用精密电位计测量,即可得到溶液的透射百分率或光密度。
仪器按说明书安装,调校正常后,使用时操作步骤如下。
(1)开稳压电源,开所需光源(钨灯6V,适用波长320~1000nm;氢弧灯调节至300毫安,适用波长200~320nm),并将灯罩上反射镜转动手柄扳在“钨灯”或“氢弧灯”位置。
(2)将暗电流闸门处在“关”的位置。
(3)将选择开关扳在“校正”上。
(4)调节暗电流钮使电表指零。
(5)灵敏度调节位置是从左面停止位置顺时针方向转动五圈左右。
(6)将波长刻度旋在所需波长上。
(7)选定适应波长的光电管,手柄推入为紫敏光电管(200~625nm),手柄拉出为红敏光电管(625~1000nm)(根据需要可以用相应的滤光片推入光路,以减少杂散光,通常情况下可以不用)。
(8)根据波长选用比色槽。对于350nm以上的波长,可用玻璃比色槽。对于350nm以下,一定要用石英比色槽。将比色槽放入托架内(其中一个槽内装空白溶液,另外三个装被测溶液),将空白溶液置于光路中,然后把盖板盖好。
(9)把读数电位器放在透光率100%上。
(10)把选择开关扳到“×1”上。
(11)拉拉杆13,拉开暗电流闸门,使单色光进入光电管。
(12)调节狭缝大致使电表指针指零,而后再用灵敏度旋钮细调,使电表指针准确指在零上。
(13)将试样溶液置于光路中(同时注意滑板是否处在定位槽中),这时电表指针偏离“零”位。
(14)旋转读数电位器刻度盘重新使电表指针指零。
(15)在平衡之后,将暗电流闸门重新关上,以便保护光电管,勿使其因受光时间过长而疲劳。
(16)读取透过率或相应的消光值:当选择开关放在“×1”上,透光率范围是0~100%,相应的消光值范围是∞~0。当透光率小于10%时,则可将选择开关放在“×0.1”的位置上,得到较精确的读数,此时所读出的透光率数值,应以10除之,或相应地对于所读出的消光值应加1.0。
(17)测定完毕,应切断电源,将选择开关放在“关”,取出比色槽,用罩罩好整个仪器。