化学分析中分光光度法测量误差的主要来源及消除方法

郝辉 李建军 吴小勇 杨官成 王梦军

摘要：在化学实验过程中，对利用分光光度计进行检测时造成的误差来源进行了分析，并提出了误差消除方法，以期能够为化学实验提供理论参考。

关键词：分光光度法;误差来源;误差消除

中图分类号：TB96

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）6-0182-02

1引言

分光光度法是化学检测中最常用的一种方法，其主要检测工具是分光光度计，分光光度计主要包括紫外分光光度计、可见光分光光度计、红外分光光度计以及原子吸收分光光度计，通常所说的分光光度计包括紫外（波长范围为200～380nm）和可见光（波长范围为380--780nm）两种，但无论哪种分光光度计均是利用被测物质对光的选择性吸收，造成光谱能量的损失，而光谱的这种损失量与光程及吸光度值成比例关系。因此，利用纯色光入射，通过测定被测物对该光束的吸收程度，利用其吸收量与光程及被测物浓度之间的关系，定性或定量地计算出被测物的含量。在利用分光光度法测定样品含量时，一般会由于光等因素造成检测干扰，测量结果往往会存在误差，文章对化学分析过程中产生这种测量误差的来源进行了分析，可以指导生产实践。

2分光光度法误差来源

2.1仪器设计本身无法避免的复色光

朗伯一比尔定律成立的条件之一就是以单色光入射，但由于仪器本身的设计，加上白然界中纯的单色光很难获得，所以再高精度的仪器也不能够获取纯粹的单色光，只能获得相对纯的单色光，还带有复色光的性质。而朗伯比尔定律在复色光入射时会有正或负的偏离度。

一般情况下，分光光度计的光谱分辨率会随着仪器灵敏度的降低而升高，因此，只有光谱带宽足够小，被测溶液浓度较低，且入射光为较纯的单色光时，检测才能与朗伯比尔定律较为吻合。

2.2入射杂散光造成的测量误差

分光光度计的检测虽然在密闭的装置内，但在检测过程中还是会有杂散光入射，这些光处于待测波长光谱带宽范围以外，这些杂散光的入射是造成测量过程中误差的重要来源。这些误差主要来源于杂散光，在检测过程中，透过的大部分是杂散光，会造成测量吸光度比真实吸光度小。

2.3分光光度计噪声造成的误差

一般的仪器都会存在仪器噪声，当仪器噪声过大时会掩盖较弱的测量信号，仪器的噪声与仪器灵敏度有关，仪器噪声叠加在检测信号中，会造成检测结果与原结果发生偏离，从而产生误差。

2.4试剂的吸光度造成的误差

试剂中的杂质会引起测量时试剂溶液的透光度改变，从而在测量时引起误差，并且这种误差与试剂的纯度有关，可以通过选择纯度较高的试剂来降低误差。

2.5测量溶液与比尔定律的偏离造成的误差

一方面，是溶液中吸光物质不稳定，在测定过程中.被测物质逐渐发生离解、缔合，使被测物质的组成改变产生误差;另一方面，是单色光纯度差引起溶液对比尔定律的偏离，使标准曲线上部发生弯曲，产生误差。

2.6测量者引起的误差

由于使用仪器不够熟练或操作不当;样品液与标准液的处理没有按相同的条件和步骤进行;读数不够准确等，都属于主观误差。

3分光光度计测量时条件对误差的影响

3.1正确选择参比试剂

利用分光光度法测量时，主要是通过参比试剂的光强度作为入射光测定被测样品的。因此参比试剂的选择非常重要，只有选择合适的参比试剂，才能获得更为准确可靠的检测结果。当只有被测物与显色剂的反应产物对光源有吸收作用时，以纯试剂或蒸馏水为参比试剂，当显色剂有颜色，并能够吸收待测波长下的入射光时，以显色剂作为参比试剂，并且空白与样品加入相同的显色剂的量。当样品中其他的组分干扰检测结果时，而显色剂没有颜色，则应当将没有加入显色剂的样品溶液作参比液。正确地选择参比试剂，有利于减少误差的产生，使检测结果更加准确，同时应当注意当所使用的际试剂具有很强的挥发性时，应在检测过程中给比色池加盖。

3.2合理选择测试波长

利用分光光度法测定被测物时，选择合适的波长才能获得准确的检测结果，选择波长时一般要根据被测物做一个全波长扫描，根据溶液的吸收曲线，选择合适的波长，一般选择最大吸收波长.最大吸收波长可提高测量灵敏度，如果最大波长处干扰比较明显，则可以选择其他波长，但需要进行补偿，选择波长曲线较为平坦处对应的波长比较合适。

4分光光度法检测误差消除方法

4.1調节波长及仪器条件

分光光度法检测过程中，经常会因为仪器老化，零部件振动，光源老化，环境温度等原因造成实际波长与显示波长不符的情况，会影响检测结果，因此需要不定期的进行波长检测，提高仪器本身的灵敏度，减小测量误差。

分光光度计波长准确度检验一般用干涉滤光片或镨钕滤光片测定仪器的吸收峰值，如果滤光片的检测值与标准值之差超出规程规定，则需要进行波长调节。

当分光光度计其他仪器条件有变化时，也需要及时调整或者更换，以减小测量误差，满足检测要求。

4.2选择纯度高的试剂

利用分光光度法检测时，无论是显色剂还是其他试剂均会含有影响吸光度的杂质，因此在选择试剂的过程中尽量要选择纯度较高的试剂。

4.3保证仪器的稳定性

分光光度计的稳定性主要包括零点稳定性和光电流稳定性。在不受光的情况下将仪器调至零点，此时等待3min所示透射比的变化为仪器的零点稳定性。而在分光光度计测量范围两端向内测移lOnm处，仪器调零，在打开仪器光门的情况下盖上样品室盖，调节仪器透射比为95%（数显仪器调至100%），此时等待3min观察到的透射比变化，被称为光电流稳定性。仪器的稳定性决定了检测数据的精密度，保证仪器的稳定性，可以减少仪器带来的检测误差。

4.4减少人为操作带来的误差

人为操作不当，会带来检测误差，只有对人员进行严格的培训，并使用有效的标准及作业指导书，或多人操作，以减少人为因素造成的测量误差。

在化学分析中，分光光度法是应用最广泛，也是最基础的分析方法之一。分光光度法以其检出限低、准确度高以及操作简便被广泛使用，但仪器操作不当或者人员的疏忽会造成误差，因此我们在使用分光光度法时应当根据实际情况，减少实验误差，获得更加准确可靠的实验数据。