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            朗伯-比爾定律的適用條件及引起偏離的因素

            來源:深圳市芬克儀器有限公司   2023年10月12日 18:11  

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                  朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law,A=ebc)是分光光度法的基本定律,也是利用分光光度法進行物質(zhì)定量的理論基礎(chǔ)。該定律描述了特定物質(zhì)(摩爾吸收系數(shù),e,屬于物質(zhì)的物理性質(zhì))對某一波長光吸收的強弱程度(吸光度,A)與吸光物質(zhì)的濃度(c)、光程(即溶液厚度,b)之間的關(guān)系。

                   其物理意義是,當一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時,其吸光度(A)與吸光物質(zhì)的濃度(c)、光程(b)均成正比例關(guān)系,而與透光率(T)成反比例關(guān)系。

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            (1)入射光為平行單色光且垂直照射;

            (2)吸光物質(zhì)為均勻非散射體系,即待測物需為均一的稀溶液、氣體等,無溶質(zhì)、溶劑及懸濁物引起的散射;

            (3)吸光質(zhì)點之間無相互作用;

            (4)輻射與物質(zhì)之間的作用僅限于光吸收,無熒光和光化學(xué)現(xiàn)象發(fā)生。



            由此就可以分析出導(dǎo)致偏離朗伯-比爾定律的原因有以下幾點:


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            嚴格說來,朗伯-比爾定律只適用于單色光。但由于儀器分辨能力所限,入射光實際為一很窄波段的譜帶。由于分光光度計分光系統(tǒng)中的色散元件分光能力差,即在工作波長附近或多或少含有其他雜色光,雜散光(非吸收光)也會對朗伯-比爾定律產(chǎn)生影響,這些雜色光將導(dǎo)致朗伯-比爾定律的偏離。實際上,理論上的單色光是不存在的,我們所做的只能是讓入射光的光譜帶寬盡可能的小,要盡可能的靠近單色光。

            另外,來自出射狹縫的光,其光譜帶寬度大于吸收光譜帶時,則投射在試樣上的光就存在非吸收。這不僅會導(dǎo)致靈敏度的下降,而且使標準曲線向下彎曲,從而偏離朗伯-比爾定律。非吸收光越強,對測定靈敏度影響就越嚴重。并且隨著被測試樣濃度的增加,非吸收光的影響增大。當吸收很小時,非吸收光的影響可忽略不計。


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            朗伯-比爾定律只適用于稀溶液。當濃度過高時,吸光粒子間的平均距離減小,受粒子間電荷分布相互作用的影響,其摩爾吸收系數(shù)發(fā)生改變,導(dǎo)致偏離比爾定律。


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            在不同的溶劑中,由于溶質(zhì)和溶劑的作用,生色團和助色團會發(fā)生相應(yīng)的變化,使吸收光譜的波長向長波長方向移動或向短波長方向移動,即所謂的紅移和藍移。例如,碘在四氯化碳溶液中呈紫色,在乙醇中呈棕色。

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            朗伯-比爾定律是適用于均勻、非散射的溶液。那么,如果被測試液不均勻,是膠體溶液、乳濁液或懸浮液,則入射光通過溶液后,除了一部分被試液吸收,還會有反射、散射使光損失,導(dǎo)致透光率減小,使透射比減小,使實際測量吸光度增大,使標準曲線偏離直線向吸光度軸彎曲,造成對朗伯-比爾定律的偏離。所以,在分析條件選擇時,應(yīng)考慮往樣品溶液的測量體系中加入適量的表面活性劑等來改善溶質(zhì)的均勻度。

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            朗伯-比爾定律也會受到化學(xué)因素的影響。解離、締合、生成絡(luò)合物或溶劑化等均會對朗伯-比爾定律產(chǎn)生偏離。離解是偏離朗伯-比爾定律的主要化學(xué)因素。當溶液濃度改變,其離解程度也會發(fā)生變化,這將導(dǎo)致吸光度與濃度的比例關(guān)系便發(fā)生變化,從而偏離朗伯-比爾定律。

            溶液中有色質(zhì)點的聚合與締合,形成新的化合物或互變異構(gòu)等化學(xué)變化,以及某些有色物質(zhì)在光照下的化學(xué)分解、自身的氧化還原、干擾離子和顯色劑的作用等,都對遵守朗伯-比爾定律產(chǎn)生不良影響。

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