分析化学实验指导新版

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正面面板上有放大器电源开关与钨灯开关,并有相应的指示灯。使用时应按下放大器开关,供给光电管放大部分与透光率读数电位器等所需直流电源。需用钨灯时(320-1000nm)应按下钨灯开关,供给钨灯6伏稳压交流电源,面板右方电压表指示钨灯电压。

(二)氢灯电源稳流器

面板上有电源开关一个,按下后,蓝色指示灯先亮,表示氢灯灯丝已通电加热,白色指示灯亮时,示氢灯已放电弧光发。白指示灯右方有一小按钮,用作激发氢灯,当蓝指示灯亮后,过约20秒白指示灯还不亮时,可按此钮激发。氢灯是气体放电弧灯,必须控制电流,用作光源更要求电流稳定。面板右方电流表指示电流值应不超过300mA,且须稳定。氢灯点燃后约需十分钟,才能使氢灯发光稳定。氢灯寿命一般只有数百小时,应节省使用。开关频繁或长时间开灯闲置,都对氢灯寿命不利。使用时应尽可能集中在一个时间内开灯。 (三)主机

主机的外形与各键钮示意图

图 10-4 751G型分光光度计

主机由三部分连成一体:(1)单色器与测光显示部分,较高大,较重,有四个承重支脚;(2)光源室;(3)吸收池室及光电管室。(2)、(3)两项无承重支脚,其位置与光路有关。切勿从上、下、左、右诸方向施力,搬动仪器时尤须注意。 主机三部分各有关调节键钮的作用分别介绍如下:

1.光源室(灯室)附于单色器右方,内装钨灯和氢灯各一个,有凹面镜聚集并经平面镜反射,使光源在单色器的入光狭缝上成像,凹面镜可转动,由灯室后下方手柄搬动,使两个光源之一进入光路,灯室四方有通气窗栅用以散热。灯室中灯管及镜面应保持清洁,防灰尘防腐蚀。灯室中光源及反射镜位置皆经调整固定,注意防止随意变动。

光电管室与吸收池室部分附于单色器右侧一边。从单色器右侧壁向右,依次排列有:光源反射镜室、吸收池室、光电管室。

2.反射镜室 光源光射入光狭缝的平面反射镜在此间,外表无调节。从出光狭缝出来的单色光在反射镜上方通过此室进入吸收池室,在此有一滤光片架,用以插入滤光片,目的是减少杂散光,橙色滤光片是580nm截止滤光片,用于波长大于590nm的波长区;近黑色的一片是365nm滤光片,在用钨灯测320-400nm波段时,用它隔除可见光区杂散光。滤光片架可拉出或推入进行更换,一般情况下,可不用滤光片,即放在空挡。

3.吸收池室 上方有盖,内部有池架连接前面板下方的手拉杆。推拉手拉杆可使四个吸收池分别进入光路。室内左壁进光处有一可转动圆盘,圆盘上有大小不等的圆形或长方形的孔,转动圆盘可按需要选择光面积或光量。

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4.光电管室 内装紫敏光电管(用于200-625nm)及红敏光电管(用于625-1000nm)各一个。于前面板下方有一拉杆用以更换光电管,推入时紫敏光电管进入光路,拉出时用红敏光电管。前面板上方还有一拉杆,用以控制遮光板。推入时遮断光路,以调节暗电流;拉出时除去遮光板,以调节空白溶液的100%透光率或测量时测定溶液透光率。在不测量时应经常将拉杆推进,以遮断光路,避免光电管经常暴光。

单色器与显示器部分面板上有四个刻度盘六个旋钮:

5.波长旋钮与波长读数盘,在面板左上方,内部有连杆使棱镜随之转动,用以选择所需单色光波长。波长刻度为非均匀刻度,读数时应小心认清分格值。

6.透光率读数盘及旋钮,位于面板上方中偏左。透光率读数自0至110%,均匀刻度。同时刻有吸光度刻度,为非均匀刻度。

7.指零电表,在面板上方偏右。用于指示调节平衡。指针偏右代表光量不足(由光电管出来的电讯号太弱),或透光率读数盘电位器补偿电压过大(可将下述灵敏度钮反时针方向旋转以减小)。平衡时电流为零,电表指针指向正中。

8.狭缝宽度读数盘及旋钮,在面板右上方。同时控制单色器进光狭缝与出光狭缝。并可从刻度盘上读出狭缝宽度(0-2.00nm)。刻度为非均匀刻度,读数时要注意。狭缝宽度反映从单色器所得单色光的纯度(单色光的谱带宽度或半幅值)。因棱镜色散不均匀,同样的狭缝宽度在不同波长时所得单色光谱带宽不同,短波段的光,谱带宽度小些,长波段的光,谱带宽度大些。

9.选择钮在面板中左,分四档:“关”、“校正”、“31”、“30.1”。 (1)置“关”:表示光电管放大器,透光率读数电路等电源已断开。

(2)置“校正”:表示上述电源已接通。在光路切断时(即不拉出遮光板拉杆),可用暗电波旋钮调节暗电流,电表指零(指针指正中)表示已调好。在光路打开(拉出遮光板拉杆)使单色光通过空白溶液吸收池后进入光电管时,可调节狭缝钮与灵敏度旋钮,使指针指零,此时进入光电管的光量即代表透光率100%.

(3)置“31”:校正档调好后,用此档测吸收溶液的透光率。将被测液吸收池推入光路,调节透光率(吸收度)读数钮,使电表指零,从刻度盘上读数。读数盘上0%相当于用“校正”档时切断光路时的状态,100%相同于“校正”档打开光路通过空白溶液时的状态。

(4)置“30.1”:用于浓溶液测定。透光率小于或等于10%时,用此档。同前用校正档校正后,测定时拨30.1档,则所读透光率数值应乘以0.1方为被测液的 透光率读数。若读取吸光度值应再加1才是被测液的吸光度。

10.灵敏度钮,在面板中部中间,是一个十圈电位器。顺时针方向旋转使透光率读数盘电位增大,需要增强光电管输出电讯号(开大狭缝),同时电表偏转更灵敏。反时针方向旋转使透光率电位器补偿电压减小,应减小光电管输出讯号(关小狭缝),同时电表指针偏转变得呆滞。因此灵敏度调节按钮应与狭缝配合使用。狭缝关小可使单色光更纯,但光强度减弱,须将灵敏度钮反时针转,同时指零电表指针变得 不灵敏,透光率读数误差增大。灵敏度钮顺时针转的过分,需将狭缝开大,不仅影响单色光纯度,且使电表指针太灵敏而不易停止,也影响透光率的测定,通常使用应适中,一般置反时针转到底后再顺时针转3~5圈。 11.暗电流调节钮 面板中部左方,也是十圈电位器,在无光进入光电管时,用此按钮调节仪器的电路平衡。当选择钮指“校正”时,切断光路,调节此钮使电表指零。

此外,单色器部分与光路管室部分应经常保持干燥。此二部分都有干燥剂筒,应经常更换干燥硅胶防潮。

四、一般使用方法

仪器应按“说明书”要求妥善安装,应注意防潮、防尘、防腐蚀、接地线应良好,电源

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电压应符合要求。新装的仪器还须注意取去仪器内部防震衬垫物。 使用方法一般可按以下步骤。

1.使用前准备 检查仪器各部分及连接线,检查核实电源电压与接地线,准备空白溶液与待测溶液,准备洁净的吸收池,仪器各电源开关应置“关”的位置,灵敏度钮先向反时针方向旋到底再顺时针三至五圈。波长旋钮至所需波长附近,并核对光电管拉杆位置。狭缝可置于0.05~0.1mm范围,遮光板拉杆应置于推入的位置(遮断)。

2.通电 接通电源,开通稳压电源装置上的总开关与所需光源(钨灯或氚灯)的开关等待光源发光稳定。

3.调节暗电流与100%透光率 将空白溶液与待测溶液的吸收池安置吸收池架上,将吸收池室的盖板盖好。

将选择钮置“校正”档,调节暗电流钮,使电表指针指零,即指正中(此时遮光板拉杆位置应置于推入位置)。 将空白溶液置光路中,拉出遮光板拉杆,调节狭缝使电表指针在零附近,再调节灵敏度钮使电表指针正对零。

推入和拉出遮光板拉杆,电表皆应指零,否则再如上调节。

4.测定透光率或吸光度将待测溶液推入光路,置选择钮于“31”档,拉出遮光板拉杆,调节透光率钮使电表指零,从透光率读数盘上读取所需透光率或吸光度数值。 测定中应经常核对空白溶液的100%透光率,必要时亦应查对暗电流。 更换波长时,重复上述3、4两项。

5.吸收曲线的测绘 按所需波长范围,依次选择各点依照3、4两项操作测的各点透光率或吸光度,描绘于座标纸上即得。

各测定点波长的确定须视情况而可疏可密。在吸收曲线较光滑单调的部分,选点可较疏(例如每隔5nm或10nm测一点),在吸收峰与吸收谷处应较密(例如每隔2nm、1nm或0.5nm测一点)。

6.吸收峰处吸光度的测定 一般定量时皆利用吸收峰处的吸光系数。文献或法定方法都有吸收峰波长与吸光系数。但实际上吸收峰常稍有出入。测定吸光度应按实际吸收峰处的吸光度计算。方法是在指定吸收峰波长的前后,分别测定几点的吸光度,确定吸收峰实际所在波长,再记录波长值与吸光度值。

实际吸收峰波长与方法指定的吸收峰波长超出允许范围时,若仪器波长准备度符合要求,则应考虑被测物是否混错或污染。

单色光谱带宽增大可使吸收峰的吸光度值降低。因此应注意所用狭缝的大小。要准确测得吸光度值,应逐次减小狭缝宽度,分别测定,直至减小狭缝时吸光度值已不再变化时,为止。

要准确测得吸光度值时,还应考虑溶液的浓度。

吸收池的成套性不好也影响吸光度值,应预先核对,必要时须经校正。 吸收池与溶剂的透光性不好,使透过光能量过低,亦影响测定.

7.吸收池与溶剂的透光性检查(参考药典附录)将1cm吸收池盛所用溶剂,以空气作空白,在所用波长处测定其透光率应符合下表规定:

表10-4 溶剂透光率的规定

波长范围 以空气为100%透光的透光率要求 55

220~240 nm 241~250 nm 251~300 nm ≥40% ≥70% ≥80% ﹥300 nm ≥90% 最后,测定完毕时,应先置选择钮于“关”的位置,再关光源开关及总开关;用溶剂多次洗涤吸收池,放好,检查干燥剂及防尘措施。

五、751G分光光度计的主要技术指标与检查方法

1.波长准确度与重现性 751G用棱镜分光,波长分布不均,所以在短波长区的波长准确度比长波长区的高。小于300nm波段的准确度在±0.3nm范围内,600nm附近约±1nm,1000nm处可达±5nm。重现性为准确度允许误差值的一半。

核对波长是否准确,一般有两类方法,一类是利用原子发射光谱中的谱线,这些谱线尖锐准确,是核校仪器波长很好的依据,另一半是用吸收光谱中有较狭窄吸收谱带的吸光物质,只要吸收峰较尖,也可用作核对波长。

(1)谱线核校 常用的光源有汞灯,氢灯及钠灯等。汞灯的谱线多,遍布可见紫外区,钠灯只有589.0与589.6nm的双线,这两种光源都须另添设备。最方便的就是用仪器所配备的氢灯,氢灯(或氚灯)在可见光区有五、六条谱线,最常用的是486.13nm(F线)与656.28nm(C线)两谱线。

核对波长可在启辉氚灯后,先将狭缝开大至1nm左右,在吸收池中置一白纸挡住光路,转动波长至486nm附近,遮光观察白纸上蓝色光斑 ,轻微移动波长,使此蓝色光斑最亮时止。取出白纸,密盖吸收池室,关小狭缝至0.1mm以下,置选择开关于“30.1”档,调节灵敏度钮使电表指针处于正中附近。轻微转动波长,若指针偏左表示光在增强,若超出左端刻度盘,可再将狭缝调小,使电表指针左移,如此转动波长钮使电表指针左偏最大的一点即为谱线所在,此时读取波长数,它与486.1nm的差值即为波长准确度的误差。若误差过大,可进行校正。

校正是利用主机左面面板中部一小盖板内地校正螺丝,改变准直镜的方位。将波长调正至486.1nm读数,轻微改动校正螺丝,使电表指针左偏最大即可。校正后应按上法再核对一次。同时为了避免谱线混淆,应再用656.3nm谱线核对一次,方法同上,但不必再改动校正螺丝,同时应改用红敏光电管 其它用于波长核校的光源,如汞灯谱线多,可供选择的机会多,但易混错,一般用它的546.07的谱线为基准作校正,而后核对其它谱线的波长。核校方法同上,但需更换光源。

(2)吸收峰核对 紫外分光光度计通常附有一片镨钕玻璃滤光片(Dydimium filter)在可见光区有八、九个吸收峰都较尖窄,常用的有573nm与586nm两个吸收峰。核对方法是以空气为空白,滤光片作样品,按测定吸收光谱的方法,测出其吸收峰所在波长,进行核对,检查波长误差。这种滤光片的优点是制成固体,取用方便而且受影响因素较少。类似的滤光片还有钬滤光片(holmium oxide filer),波长可达300nm左右,但一般仪器不附此件。用吸收峰核对波长,应以透光率为测量值。

此外,也可用一些吸收峰窄的溶液核对波长,例如苯的乙醇溶液(可在25ml无水乙醇滴入一小滴苯)在230nm~270nm间有8个吸收峰,可用其中5个吸收峰较强的波长(238.9,243.3,248.5,254.5,260.0nm)进行波长核对。

波长重现性的检查,可与波长核对同时进行,即在核定谱线峰或吸收峰波长后,调节波长选择钮,使之从短波长至长波长慢慢转动,观察峰值所在的波长,又从长波长转向短波长观察,往复几次,所得各峰值的差值大小就表示重现性的好坏。按平均偏差计不应超出规定值。

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