紫外一可見分光光度法是光學(xué)分析法的一種。它是基于物質(zhì)對紫外一可見區(qū)域輻射的選擇性吸收而建立的分析方法，又稱為吸光光度法。

一、原理

在日常生活中我們看到的各種溶液所以呈現(xiàn)不同的顏色是與它們對可見光的選擇性吸收有關(guān)的。如當(dāng)一束白光(復(fù)合光)通過高錳酸鉀溶液時(shí)，溶液選擇性地吸收了綠色部分的光，白光中其余顏色的光不被吸收而通過溶液。因此，高錳酸鉀溶液就呈現(xiàn)透過光的顏色，即紫紅色。這是因?yàn)槲镔|(zhì)對光的吸收是物質(zhì)與輻射能相互作用的一種形式，只有當(dāng)入射光子的能量同吸光體的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量差相等時(shí)才會被吸收。由于吸光物質(zhì)的分子(或離子)只有有限數(shù)量的量子化能級，所以物質(zhì)對光的吸收是有選擇性的。

為了更精確地說明物質(zhì)具有選擇性吸收不同波長范圍光的性能，通常用吸收曲線來描述。其方法是將不同波長的光透過某一固定濃度和厚度的有色溶液，測量每一波長下有色溶液對光的吸收程度(即吸光度A)，然后以波長為橫坐標(biāo)，以吸光度A為縱坐標(biāo)作圖，所得曲線為光的吸收曲線(吸收光譜)，它描述了物質(zhì)對于不同波長光的吸收能力。圖10--1為不同濃度的高錳酸鉀溶液在可見光區(qū)的吸收曲線。從圖中可以看出，高錳酸鉀溶液對波長響525 nm左右的綠色光吸收程度最大，而對紫色光(440 nm)和紅色光(580 nm)很少吸收。這說明了物質(zhì)呈色的原因及對光的選擇性吸收。不同物質(zhì)的吸收曲線的形狀和最大吸收波長各不相同。根據(jù)這個(gè)特性可進(jìn)行物質(zhì)的初步定性分析。

我們還注意到，有色溶液的濃度越大，顏色越深，溶液對光的吸收越多。這種關(guān)系可以用朗伯一比爾(Lambert--Beer)定律描述。

朗伯一比爾定律可表述為：當(dāng)一束平行的單色光通過單一、均勻、非散射的吸光物質(zhì)溶液時(shí)，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，A為吸光度，表示物質(zhì)對于光的吸收程度；I0為人射光強(qiáng)度；IT為透射光強(qiáng)度；b表示液層厚度，常用cm作為單位；c表示溶液濃度，以g·L-1為單位時(shí)，比例系數(shù)稱為吸光系數(shù)，用a表示，單位為L·g-1cm-1。如果c以mol·L-1為單位，則此時(shí)的吸光系數(shù)稱為摩爾吸光系數(shù)，用符號ε表示，單位為L·mol-1·cm-1。于是式(10一1)可表示為:

在特定波長和溶劑中，吸光系數(shù)及摩爾吸光系數(shù)是物質(zhì)的特征常數(shù)，是物質(zhì)吸光能力的量度。其物理意義是：吸光物質(zhì)在單位濃度、單位厚度時(shí)的吸光度，它可以作為定性鑒定的參數(shù)，也可用以估量定量方法的靈敏度：ε越大，方法的靈敏度越高。通常ε＞104為強(qiáng)吸收；ε＜102為弱吸收；102＞ε＞104為中強(qiáng)吸收。

此定律應(yīng)用于許多領(lǐng)域，適合所有電磁輻射和所有吸光物質(zhì)，廣泛地應(yīng)用于紫外一可見一紅外光譜區(qū)吸收測量。其應(yīng)用條件為:

(1)入射輻射為單色輻射(單色波長輻射)；

(2)吸收過程中各物質(zhì)無相互作用，各物質(zhì)的吸光度具有加和性；

(3)輻射與物質(zhì)的作用僅限于吸收過程，沒有熒光、散射和光化學(xué)現(xiàn)象；

(4)吸收物是一種均勻分布的連續(xù)體系。

朗伯一比爾定律是紫外一可見分光光度法定量分析的理論基礎(chǔ)。

二、紫外一可見分光光度計(jì)

測量物質(zhì)對于不同波長或特定波長的光的吸收強(qiáng)度的儀器稱為分光光度計(jì)。通常的紫外一可見分光光度計(jì)包括5個(gè)基本組成部分：(1)穩(wěn)定的輻射源，即光源；(2)用來選定波長范圍的波長選擇器；(3)用于盛放試樣的吸收池；(4)使輻射能轉(zhuǎn)換成可測量的量(通常為電量)的檢測器；(5)信號處理器和讀數(shù)裝置。圖10一2說明了這些部件的一般組成方式。

1、光源

光源是提供入射光的裝置。對于光源的主要要求是能夠發(fā)射所需光譜區(qū)域內(nèi)的連續(xù)光譜，具有足夠強(qiáng)度，并且在一定時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，使用壽命長。

可見光區(qū)常用鎢絲燈或碘鎢燈為光源。鎢絲燈的使用波長范圍在320～2500 nm左右(：320～400nm需加藍(lán)色濾光片)，其光強(qiáng)大約隨工作電壓的四次方而變化，為了使光源穩(wěn)定，必須嚴(yán)格控制電壓。碘鎢燈是在鎢燈泡中充入少量的碘蒸氣，以防止在高溫下工作時(shí)鎢蒸氣不斷在燈泡內(nèi)壁沉積，從而延長了燈的使用壽命并且增加了發(fā)光強(qiáng)度。

紫外光區(qū)主要采用氫燈、氘燈和氙燈等放電燈。氫燈是用石英制造的充滿低壓氫氣的二極管。通常紫外光區(qū)波長的有效范圍是200～350 nm。

參考資料：分析化學(xué)