光度測量誤差和測量條件的選擇
發布時間：2017-09-01
儀器測量誤差是指在測量吸光度或透光度時所產生的誤差。它來源于很多方面，如光源和檢測器的不穩定性、吸收池位置的不確定性以及讀數的不確定性等。普通分光光度計主要的儀器測量誤差是表頭透光度的讀數誤差。光度計的讀數標尺上透光度T的刻度是均勻的，透光度讀數△T與T本身的大小無關，對一臺給定的分光光度計，△T是一常數，一般在0.002～O.01之間，它僅與儀器自身的精度有關。但光度分析的目的是通過T測得溶液的濃度c，由于透光度與吸光度讀數A及濃度c的關系并非直線關系，在不同的透光度讀數范圍，同樣大小的△T所引起的濃度誤差△c是不同的。推證如下：
設試樣服從比耳定律，則：
一lgT=εbc
將上式微分，得：
兩式相除得：
式中，在有限次測量時，可用△c代替dc，表示濃度的相對誤差；dT用△T代替，表示透光度讀數的絕對誤差。則上式可改寫為：
設△T=±0.005，代入上式，算出不同透光度讀數時濃度的相對誤差，結果見表8―3，作圖得到相對誤差與透光度的關系圖，如圖8―8所示。
從圖中可以看出，當T大時，△c小，但此時濃度很低，△c／c較大；當T小時，△c大，此時雖然c較大，但Ac／c仍較大。只有透光度適中時，也就是測量濃度適中時，Ac／c才較小。可以證明，當T=36.8％(A=0.434)時，測定的相對誤差最小，約為1.4％。從關系曲線可見，一個幾乎固定的最小誤差出現在T％=15％～65％(A=0.8～0.2)的范圍內。測量的吸光度過高或者過低，誤差都是非常大的，因而普通的分光光度法不適用于高含量或極低含量物質的測定。
8．5．2測量條件的選擇
在光度分析中，當顯色反應和顯色條件確定之后，為了保證測定的靈敏度和準確度，還需從儀器的角度出發，選擇適當的測量條件。
(1)入射光波長的選擇
光度分析中，一般是根據吸光物質的吸收曲線選擇γmax為入射光波長。這是因為在此波長處ε值最大，測定有較高的靈敏度。同時，此波長處的小范圍內，A隨γ的變化不大，能減少或消除由于單色光不純而引起的對比耳定律的偏離，提高測定的準確度。
但如果γmax處有共存組分干擾，或γmax不在儀器可測范圍內時，則應考慮選擇靈敏度稍低但能避免干擾的入射光波長。
總之，選擇入射光波長的原則是“吸收最大，干擾最小”。一般選擇γmax，為入射光波長。
(2)參比溶液的選擇
在吸光度的測量中，必須將溶液裝入由透明材料制成的比色皿中。由于反射，以及溶劑、試劑等對光的吸收會造成透射光強度的減弱，為了使光強度的減弱僅與溶液中待測物質的濃度有關，必須對上述影響進行校正。為此，應采用光學性質相同、厚度相同的比色皿貯存參比溶液，校正儀器使透過參比皿的吸光度為零，然后讓光束通過樣品池，測得試液的吸光度為：
也就是說，實際上是以通過參比皿的光強度作為樣品池的入射光強度。這樣測得的吸光度比較真實地反映了待測物質對光的吸收，也就能比較真實地反映待測物質的濃度。因此，在光度分析中。參比溶液的選擇是非常重要的。參比溶液的選擇可以參考下列情況來選擇：
①當試液及顯色劑均無色時，可用蒸餾水作參比溶液。
②顯色劑為無色，而被測試液中存在其他有色離子，可用不加顯色劑的測試液作參比溶液。
③顯色劑有顏色，可選擇不加試樣溶液的試劑空白作參比溶液。
④顯色劑和試液均有顏色，可將一份試液加入適當掩蔽劑，將被測組分掩蔽起來，使之不再與顯色劑作用，而顯色劑及其他試劑均按試液測定方法加入，以此作為參比溶液，這樣就可以消除顯色劑和一些共存組分的干擾。
⑤改變加入試劑的順序，使被測組分不發生顯色反應，可以此溶液作為參比溶液消除干擾。
(3)吸光度讀數范圍的選擇
根據儀器測量誤差，為了使測量結果得到較高的準確度，一般應控制標準溶液和被測液的吸光度在0.2～0.8之間，即溶液的透光度在15%～65％之間，才能保證測量的相對誤差較小。當吸光度A=O.434時，測量的相對誤差最小。
在實際工作中，為避免出現較大誤差，可通過控制溶液的濃度或選擇不同厚度的比色皿來達到目的。
參考資料：分析化學
