什么因素导致偏离比尔-朗伯吸光定律?
比尔-兰伯特吸光定律是一个普遍接受的关系,它有助于从测量的吸光值计算吸收物质的浓度。在理想条件下,吸光度与浓度曲线是一条通过原点的直线。然而,在实际情况下,在一个特定的浓度之外,可以观察到plot中的曲率。曲率可以是正的或负的,这取决于吸收物种的性质和实验条件。在前一篇文章中讨论了对该法律的偏离.本文将讨论造成这些偏差的原因。
当测量的吸光度值大于理论值时,会出现正偏差;当测量值小于理论值时,会出现负偏差。
法律的限制
Beer - Lambert定律通常适用于浓度低于临界极限的情况。对于大多数吸收分子,在浓度超过10mM时观察到非线性行为。然而,一些吸收分子,如亚甲基蓝,在浓度低至10µM时,倾向于表现出线性偏差。溶质-溶剂相互作用在较高的浓度,甚至氢键负责这种偏离。
化学因素
pH值的变化
一些吸收分子的颜色随着溶剂介质pH值的变化而变化。酚红就是一个例子,它能使酸性介质中的黄色在碱性介质中变成红色,这是由于质子内部迁移,并伴随着单键和相邻双键之间的转换。
另一个例子是重铬酸钾溶液,由于铬酸盐-重铬酸盐的转化,随着氢离子浓度的增加,溶液从黄色变成橙色
\ (2 cro_7 ^ 2 ^ - ^ + + 2 H \) \ \ rightleftarrows \) \ (Cr_2O_7 ^ 2 ^ - + H_2O \)
重铬酸铬酸
(黄色)(橙色)
络合,离解或缔合
由于缔合而形成的复杂结构可以导致颜色随浓度的变化而变化。一个例子是氯化钴,它的颜色从绿色变成蓝色,因为联想
\ (2 cocl_2 \) \ \ rightleftarrows \) \ (Co (CoCl_4) \)
(粉色)(蓝色)
缔合程度随浓度的增加而增加
仪器因素
波长选择
比尔-兰伯特定律对单波长光严格成立。然而,由于单色器效率低,一个波长范围被隔离。此外,杂散光还来自于光栅、透镜和光学窗口等光学组件的内部反射。由杂散光贡献引起的吸收将显示出偏离比尔-朗伯定律的现象
溶液和电池不匹配
样品和参考空白溶液组成的变化或比色管窗口的光学失配将导致比尔-朗伯定律的偏差。
为了使偏差最小化,在读取溶液的吸光度时,应采取以下注意事项,以提供高准确度的结果:
- 始终使用光学匹配的一对测量单元
- 分析物的浓度应低于比尔-兰伯特图的线性范围。
- 空白溶液和样品溶液的pH值应保持在规定的值
- 空白溶液和样品溶液的组成应尽可能匹配
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