朗伯-比尔定律的偏离及理论解释

郎伯-比尔定律为UV-Vis定量的基本公式，适用的前提是：1.入射光为单色平行光，2.吸收发生在均匀介质中，3.吸收物质及溶剂互不作用。干扰因素包括：杂散光或复合光引起的负偏移，非平行光引起的正偏移，化学因素引起的偏移等。另外该定律推导时未考虑反射分数的影响，因此在浓溶液及混浊液中也有偏离。杂散光引起的误差：杂散光对吸光度的测定引起负偏移，且在吸光度愈大时愈明显。另外，对仪器输出的边缘波长来说,单色器的透射率、光源光强和接收器的灵敏度都是比较低的,这时杂散光影响就更为明显,所以在紫外分光光度计中，首先应该检查200〜220nm处的杂散光。由于杂散光强度在边缘波段较大,因此在波长小于220nm进行紫外分光光度,测定时,常出现一种假峰,其原因,主要是样品随波长变短而吸收增大,可是由于杂散光在短波时急剧增大,因而使原来逐渐增大的吸收反而变小,就会出现不应有的“假峰”。杂散光产生的原因：杂散光有两种,一种是杂散光的波长与测量波长相同,它是由于测量波长因种种原因偏离正常光路,在不通过样品的情况下,就直接射到光电接收器上。引起这种杂光的原因是由于光学、机械零件包括样品本身的反射和散射所引起。这种杂散光可以通过一个对测定波长不透明的样品来检查。当发现放在试样池中的不透明样品的透光率不为零时,说明仪器中有上述杂光存在。但当光度存在零位误差时,可能令造成混淆,如果在不透明的样品上涂上白色,则可增强样品本身反射和散射的效果,以提高测量灵敏度。第二种杂散光是由光学系统中的缺陷所引起,如不必要的反射面、光束孔径不匹配、灰尘的散射、光学表面的擦痕、光学系统的象差、不均匀色散等都会降低光线的单色性,使杂光增加。仪器光源系统设计不良、机械零部件加工不良、位置错移、仪器内壁防眩黑漆脱落等等也是造成杂散光的原因。通常所指的杂散光是上述的第二种。使用过程中减小杂散光的方法：（1）因光学零件表面沾污、积尘而使杂散光增大,则可用清洁的软毛刷或吹气球除去积尘,或经脱脂的软布和纯净的溶剂（如乙醚:酒精=2:1的混合液）,小心地擦试光学零件（不包括反光镜）表面。（2）如果是由于光学零部件（如棱镜、通光窗口等）表面潮解发毛,或由于反射镜面失泽甚至膜层破坏而使杂散光增大,则必须重新抛光或重新镀膜或者更换光学零件。（3）如果光学零件受震后松动、移位、光束不能准确行进（偏离正常光路光束被切割或射到非工作表面等）。则必须仔细调节光源和反射镜,使它们重新回到正常工作位置。为了防止仪器杂散光增大,在日常工作中应经常注意保护仪器,特别是防尘和防潮,防沾染,所以不要轻易打开单色器和光度计部分的封盖板,不能用手直接触摸光学零件表面。吸收定律是一个有限的定律最近看到一个帖子，问吸光度指标在多少范围好？简单地说，吸光度A在0.2—1.4范围内和浓度C之间的线性关系较好。浓度越高误差越大。原因是多方面的。吸收定律基本性质的限制A=abC这是朗伯一比耳定律。其中比耳定律部分表示吸光度(A)和浓度(C)之间呈线性关系。但这只适用于稀溶液时才成立。在高浓度时吸收成分之间的平均距离缩小，临近质点间电荷分布互相受到影响，同时改变了他们对特定辐射的吸收能力。此现象使得A—C的线性关系发生偏差。浓度越高，偏差越大。此外，定律的偏差还与溶液的折射率有关。溶液的吸光系数a和折射率有一定的函数关系，而折射率是随浓度变化的。这是偏差造成的另一原因。当然，采用适当的方式仍可在高浓度时进行定量分析，如差示光度法等。实际条件的偏离吸收定律有四个隐含的假设。1)，光和被测成分之间的相互作用只是光被成分吸收。2)，采用“单色光”。3)，吸收成分相互无关，而不论数量和种类。4)，吸光要限于同样的光程和横断面。实际情况并不是这样，四个假设均会出现偏差。.荧光，磷光和散射都会引起不同程度的“非真”吸收。荧光，磷光可以加适当的滤光片滤除。而散射的问题就比较复杂，不容忽视。.所有的单色器均不能输出真正的单色光，只是宽窄不同。所以对吸收的影响也不同。此外，不同的物质其吸收峰宽度是不同的。因此仪器的光谱带宽亦成为分析工作者十分重视的一项指标。.不同组分的物质同时出现在被测溶液中的情况是十分普遍的。当浓度增大时往往产生某些附加效应，如凝聚，聚合，水解等，从而影响物质的吸光效应。.光程的不一致性是引起吸光度偏差的另一原因。多数仪器通过样品池的光是不平行的。而为了得到足够光强，光束必须有一定孔径角。计算证明，入射孔径角为10度时，即会产生0.3%的吸收误差。此外，池壁的平行度，光洁度，光的内反射，干涉等都可能引起不同程度的吸光度偏离。测试过程中产生误差采用分光光度法进行定量分析的过程中，均可能产生化学的误差，仪器的误差以及人为的误差。有经验的分析工作者都会采取相应的措施，以减少