杨瑾
哈尔滨市计量检定测试院 黑龙江哈尔滨 150036
(1)比色皿根据材质划分主要包括石英比色皿和玻璃比色皿两种,各自相应的透光范围分别是(0.12-4.5)μm和(0.4-4)μm。其中玻璃比色皿的吸收峰要比石英比色皿的数量多。石英比色皿和近红外石英比色皿分别能够对(190-2600)nm波长范围内的不同种类光进行测量。两种材质的比色皿在测量范围上有着显著的差别,在对于紫外光区进行测量时只能采用石英比色皿,如果采用玻璃比色皿则会产生较大的误差。石英比色皿的纯度和测量精度要高于玻璃比色皿,其价格也要高出玻璃比色皿很多,但其使用寿命却相对较短,所以当被测光区间不在紫外光区时,最好采用成本较低的玻璃比色皿进行测量。在硬度上石英比色皿也要高出玻璃比色皿很多,所以玻璃比色皿相比于石英比色皿来说受到磨损的程度更高,石英比色皿的抗震性不如玻璃比色皿,较易破碎。
(2)较为常见的比色皿光程长度通常在0.5cm-10cm之间,要根据被测样品的浓度来选择比色皿的光程长度,如果样品浓度较高,利用较长光程比色皿测得的吸光值也会较高,一般认为吸光度值在(0.1-0.7)Abs时是相对合理的范围,超过了这一范围之外,就会为测量引入较大的误差。结合误差理论,如果被测样品浓度较低时,要采用光程长3cm、5cm、10cm的比色皿。标准比色皿内径规格为(1.0×1.0×3.8)cm,容量为4mL。当待测样品的容量在1000μL以下的状况时,就需要采用用微量比色皿或超微量比色皿测量,这样才能够使得入射光完全照射到样品上,得到更精确的测量数据。
(3)比色皿可以通过高温冷凝和材料粘合两种方式制造。高温冷凝的方法通常是将石英粉或者玻璃粉高温烧制,这种比色皿能够耐弱酸弱碱的腐蚀。利用粘合剂粘合制造的比色皿,由于其耐高温性较差,所以不能将其进行加热,不然会使粘合处由于受到高温断裂,使样品发生渗漏。
(4)比色皿必须配套使用,只使用单独的比色皿进行测量会带来很大的测量误差,在对标准溶液工作曲线和样品进行分析时,要利用相同的一组比色皿来完成。配对使用比色皿能够降低测量误差,但如果比色皿的的清洁程度、老化程度以及磨损情况都会影响到光的射入情况,引起测量误差。所以在使用之前都要对其清洁程度和磨损程度进行检查。在实验当中可以得到,比色皿在不同方向上吸光度基本一致,配对后的比色皿吸光度也基本相同。
比色皿通常是用玻璃制成,透光面采用光学玻璃为材质,其余两面则选用磨砂玻璃。在利用比色皿对样品进行测量时,透光面要和比色皿架以及入射光线垂直。同时保证透光面洁净。在向比色皿中注入样品溶液时,液面不得高出比色皿高度的2/3处,如果样品溶液残留到了比色皿的外壁,要利用滤纸吸干,避免往复擦拭。在向比色皿架当中防止比色皿时,要将透光面保证与光路的方向平行。如果待测样品为一组浓度不同的溶液,要按照溶液浓度的由低到高来进行测量,这样可以避免重复使用对测量引入的误差。此外,溶液不可以长期存放在比色皿当中,避免对比色皿表面产生腐蚀,闲置新购买的比色皿,在启用之前要进行先期的处理。
当使用过程当中如果对于比色皿的准确性有质疑时,可以利用常用波长,对一整套比色皿逐一进行对比测量,将其中一个比色皿的透射比调整支95%,其他比色皿的透射比则需要保证在其±0.5%的误差范围内。
正确维护比色皿,主要是对其进行充分的冲洗,结合比色皿的自身特征,主要要利用溶液中和的方式来保证比色皿的洁净。对于准确度要求不同的比色皿,其对应的清洗方式和清洗程度也有所不同。常用的比色皿只需利用水流冲刷后在同蒸馏水冲洗,自然干燥后放回到比色皿架当中。这里务必要在比色皿使用完毕后立刻进行清洗,避免样品残留时间过久对比色皿产生腐蚀。对于材质不一致的黑壁微量比色皿,通常利用棉球沾满酒精擦洗。如果选用超声波振动的方式对比色皿进行清洗,则要注意对其振动频率的控制,保持毛玻璃处于下方位置,避免因受振动而产生破损。良好的清洗工作是一项精细的任务,能够有效延长比色皿的使用寿命。
在现场检定过程中,分光光度计测量的记过重复性和偏差都会出现数值很不理想的状况,通常这都是由于受到比色皿架的位置的影响,透光面和入射光并未处在同一直线。比色皿在比色皿架中放置时,期位置要保持竖直位置。光度计使用时间过久,拉杆同比色皿架之间会有松动,吸收池受到严重腐蚀,造成比色皿架的位置不能处于正确的位置,特别是721、722等手动可见分光光度计。这一现象是在实际测量过程中经常会存在的问题,推拉杆的微小变动都会导致测量结果的准确性降低,因此只有保持吸收池干燥,不生锈,不错位,才能保证比色架准确使用。
综上所述,分光光度法具有时间短、效率快、结果准确可靠、能耗低、少污染的特点,适应于应急检测、大批量样品检测中的应用,值得广泛推广应用。在对分光光度计测量过程中,吸收池部分引入的误差来源是比色皿和比色皿架,所以只有合理的对其进行选择和维护,才可以保证测量数据的准确性。