实验仪器使用说明之721型分光光度计

一、仪器原理 

分光光度计用于有色溶液的定量比色分析。 

    溶液中的有色物质对光的吸收具有选择性【注1】。如图0-29所示，当某单色光通过溶液时，其能量就会因被吸收而减弱，光能量减弱的程度与物质的浓度有一定的比例关系，服从郎伯-比尔（Lambert-Beer）定律： 

                A = kcl 

   式中A为吸光度，它是入射光强度I0与透射光强度It比值的对数，即 

A=lg（I0/It），c为有色溶液的浓度，l为液层的厚度，k为吸光系数，它与入射光的波长以及溶液的性质、温度有关。 

分光光度计是按上述物理光学的基本原理设计的。现以721型分光光度计为例，简单说明之。 

I0 -入射光强度  It -投射光强度 

          c -溶液浓度     l -液层厚度 

        图0-29 光的吸收示意图 

仪器由电源稳定器、单色光器和微安计等三部分组成【注2】。 

 电源稳定器的作用是对光源提供稳定的电压（即电流），以确保在测量过程中入射光强度的恒定。单色光器的作用是利用棱镜对各种波长的光有不同的折射率，使白光分散成各种单色光，使其透过溶液，后经光电管转换为电信号，并在微安计上以吸光度A或透光率T（T=（I0/It）×）的形式读出。 

仪器的光学系统如图0-30所示。 

1.光源；2.聚光透镜；3.反射镜；4.狭缝；5.棱镜；6.准直镜； 

7.聚光透镜；8.比色皿；9.光门；10.光电管；11.微安计 

图0-30 721型分光光度计光学系统示意图 

由光源1发出的白光经聚光透镜2、反射镜3反射至狭缝4，并经准直镜6入射到棱镜5上，镀铝的棱镜5把色散后的单色光反射，并按原来路线返回，重新通过狭缝4以及聚光透镜7，进入比色皿8，被有色溶剂吸收后的透射光射入光电管10（测量时光门9被打开），光电管10所接受的光信号在这里转换为电信号，经电子系统放大，在微安计11上读出溶液的吸光度或透射率。 

二、 操作步骤 

1.仪器未接通电源前，先检查微安计1（参见图0-31）上指针是否指在零处（即透光率T=0或吸光度A=∞），若指针不指在零处，则需籍微安计1上的螺丝调节之。 

2.使仪器接上电源，开通电源开关8（指示灯9亮），将仪器预热15分钟。 

3.用波长调节器3选择所需波长，用灵敏度调节器7所选择适当的灵敏度。仪器的灵敏度共分5档，即1-5档，灵敏度依次升高。选择灵敏度的原则是保证在溶液位置时，能使指针指在啊“100”的前提下，尽可能采用灵敏度较低档，这样可使仪器有更高的稳定性。 

      1.微安计；2.波长刻度盘；3.波长调节器；4.零点调节器；5.调节器；6.比色皿 

定位拉杆；7.灵敏度调节器；8.电源开关；9.指示灯；10.光门拉杆；11.比色皿暗箱 

                  图0-31 721型分光光度计示意图 

 4.打开比色皿暗箱11箱盖（此时光门杠杆10弹出，图中光门9挡住了透过待测比色溶液的光线），用零点调节器4调节使微安计1指针指在零处。 

 5.将盛有溶液【注3】和待测溶液【注4】的比色皿，依次垂直地放入比色皿框【注5】内，然后将比色皿框定位在比色皿暗箱11中，轻轻放下暗箱（此时光门杆10自动被压下，图中光门9被打开），并使比色皿框处于溶液位置，调节调节器5，使微安计1指针在“100”（即吸光度A=0，透射率T=）处。 

 6.重复操作3、4，连续几次调整“0”、“100”，以期即可进行测定工作。 

 7.在放下比色皿暗箱11箱盖的情况下，将比色皿定位拉杆6拉出一格（每拉出一格或推入一格时，定位装置都会发出“喀嚓”声，才表明比色皿处于单色光的照射中），依次测量待测溶液的吸光度。将溶液再次推入光格，核对微安计1指针是否仍在“100”处。 

 三、注意事项 

 1.在使用分光光度计进行测量过程中，为避免光电管因受光连续照射而疲劳，只有在测量时才将比色皿暗箱的箱盖放下。 

 2.取用比色皿时，应捏持比色皿的两侧磨砂玻璃面，手不得触及其透光面，以免沾上油污或磨损，影响其吸光度的测定。在用去离子水洗净比色皿后，还需用待测溶液淋洗数次，再注入待测溶液（为什么？）。随后用滤纸（或吸水纸）将沾附于比色皿外壁和底部的溶液吸干，不能留有水迹。应将比色皿垂直地放入比色皿框中（位置要妥帖），否则会由于光透过液层厚度的不同而导致测量误差。 

 [注1]用分光光度计进行的比色测定，不同于目测比色，可以选择各种波长的单色光作为入射光。通常根据溶液的颜色，选择能被它大吸收的波长的光进行比色，这样就可以获得高的灵敏度，溶液的颜色与需选择的光的波长成互补关系，如表0-4所示： 

表0-4 溶液颜色与互补色及选择的波长 

[注2]721型分光光度计的这三部分是装配成整套仪器的。721型分光光度计的这三部分是分离的，它们都有各自的电源开关。并籍导线将它们连接起来，即电源稳定器的输出端与单色光器连接，单色光器的输出端与微安计（即检流计）连接。使用72型仪器的操作步骤与721型的基本相同，仅有三处差别：一是721中的调节器在72型中为光量调节器，；是721型的光门杠杆在72型中是手动的光路闸门；三是721型微安计用指针指示读数，在72型中是籍检流计镜片反射的一带标线的光点显示读数。 

[注3]在测定有色溶液的吸光度时，不论是已知浓度的标准溶液，还是未知浓度的待测溶液，都需要用溶液作对比，其目的在于消除待测物质以外其它成分对光的吸收、散射等的影响。通常采用不含待测物质，但组成与待测溶液的组成尽可能相似的溶液作为溶液；要求不高时，也可采用去离子水代替之。 

[注4]一般仪器附有多种规格的比色皿，如1/2cm，1cm，2cm，3cm等，通常可根据待测溶液的不同而进行选择。对浓度较低的溶液，一般选用厚度较大的比色皿。但同一次实验必须选用同一规格的比色皿。 

[注5]一般比色皿框中可安放4只比色皿，溶液防在*格内，其余3只可按待测溶液的编号，依次放置。