光度测量误差和测量条件的选择
发布时间：2017-09-01
仪器测量误差是指在测量吸光度或透光度时所产生的误差。它来源于很多方面，如光源和检测器的不稳定性、吸收池位置的不确定性以及读数的不确定性等。普通分光光度计主要的仪器测量误差是表头透光度的读数误差。光度计的读数标尺上透光度T的刻度是均匀的，透光度读数△T与T本身的大小无关，对一台给定的分光光度计，△T是一常数，一般在0.002～O.01之间，它仅与仪器自身的精度有关。但光度分析的目的是通过T测得溶液的浓度c，由于透光度与吸光度读数A及浓度c的关系并非直线关系，在不同的透光度读数范围，同样大小的△T所引起的浓度误差△c是不同的。推证如下：
设试样服从比耳定律，则：
一lgT=εbc
将上式微分，得：
两式相除得：
式中，在有限次测量时，可用△c代替dc，表示浓度的相对误差；dT用△T代替，表示透光度读数的绝对误差。则上式可改写为：
设△T=±0.005，代入上式，算出不同透光度读数时浓度的相对误差，结果见表8―3，作图得到相对误差与透光度的关系图，如图8―8所示。
从图中可以看出，当T大时，△c小，但此时浓度很低，△c／c较大；当T小时，△c大，此时虽然c较大，但Ac／c仍较大。只有透光度适中时，也就是测量浓度适中时，Ac／c才较小。可以证明，当T=36.8％(A=0.434)时，测定的相对误差最小，约为1.4％。从关系曲线可见，一个几乎固定的最小误差出现在T％=15％～65％(A=0.8～0.2)的范围内。测量的吸光度过高或者过低，误差都是非常大的，因而普通的分光光度法不适用于高含量或极低含量物质的测定。
8．5．2测量条件的选择
在光度分析中，当显色反应和显色条件确定之后，为了保证测定的灵敏度和准确度，还需从仪器的角度出发，选择适当的测量条件。
(1)入射光波长的选择
光度分析中，一般是根据吸光物质的吸收曲线选择γmax为入射光波长。这是因为在此波长处ε值最大，测定有较高的灵敏度。同时，此波长处的小范围内，A随γ的变化不大，能减少或消除由于单色光不纯而引起的对比耳定律的偏离，提高测定的准确度。
但如果γmax处有共存组分干扰，或γmax不在仪器可测范围内时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。
总之，选择入射光波长的原则是“吸收最大，干扰最小”。一般选择γmax，为入射光波长。
(2)参比溶液的选择
在吸光度的测量中，必须将溶液装入由透明材料制成的比色皿中。由于反射，以及溶剂、试剂等对光的吸收会造成透射光强度的减弱，为了使光强度的减弱仅与溶液中待测物质的浓度有关，必须对上述影响进行校正。为此，应采用光学性质相同、厚度相同的比色皿贮存参比溶液，校正仪器使透过参比皿的吸光度为零，然后让光束通过样品池，测得试液的吸光度为：
也就是说，实际上是以通过参比皿的光强度作为样品池的入射光强度。这样测得的吸光度比较真实地反映了待测物质对光的吸收，也就能比较真实地反映待测物质的浓度。因此，在光度分析中。参比溶液的选择是非常重要的。参比溶液的选择可以参考下列情况来选择：
①当试液及显色剂均无色时，可用蒸馏水作参比溶液。
②显色剂为无色，而被测试液中存在其他有色离子，可用不加显色剂的测试液作参比溶液。
③显色剂有颜色，可选择不加试样溶液的试剂空白作参比溶液。
④显色剂和试液均有颜色，可将一份试液加入适当掩蔽剂，将被测组分掩蔽起来，使之不再与显色剂作用，而显色剂及其他试剂均按试液测定方法加入，以此作为参比溶液，这样就可以消除显色剂和一些共存组分的干扰。
⑤改变加入试剂的顺序，使被测组分不发生显色反应，可以此溶液作为参比溶液消除干扰。
(3)吸光度读数范围的选择
根据仪器测量误差，为了使测量结果得到较高的准确度，一般应控制标准溶液和被测液的吸光度在0.2～0.8之间，即溶液的透光度在15%～65％之间，才能保证测量的相对误差较小。当吸光度A=O.434时，测量的相对误差最小。
在实际工作中，为避免出现较大误差，可通过控制溶液的浓度或选择不同厚度的比色皿来达到目的。
参考资料：分析化学
