【2017年整理】各种物质漫反射光谱的测定.doc

093858 张亚辉 应化 实验三：各种物质漫反射光谱的测定 一.实验目的 通过各种样品的紫外－可见漫反射光谱测定，掌握紫外－可见漫反射原理，熟悉InstantSpec BWS003的使用。 实验原理 光是一种电磁辐射，具有波粒二相性。太阳光是全色光，人眼只能看到380-750nm的光，称为可见光。 紫外－可见漫反射光谱与紫外－可见吸收光谱相比，所测样品的局限性要小很多。后者符合朗伯－比尔定律，对透射光进行分析，溶液必须是稀溶液才能测量，否则将破坏吸光度与浓度之间的线性关系。而前者，紫外－可见漫反射光谱则可以浑浊溶液、悬浊溶液及固体和固体粉末等，试样产生的漫反射符合Kublka—Munk 方程式 式中K －吸收系数 S －为散射系数 R∞ 表示无限厚样品的反射系数R 的极限值，其数值为一个常数。 实际上，反射系数R通常是采用与一已知的高反射系数的标准物质（本实验采用PTFE，其反射系数在紫外可见光区高达98％左右）比较来测量，测定R∞（样品）/ R∞（标准物质）比值，将此比值对波长作图，构成一定波长范围内该物质的反射光谱。 积分球是漫反射测量中的常用附件之一．其内表面的漫反射物质反射系数高达98％，使得光在积分球内部的损失接近零。漫反射光是指从光源发出的光进入样品内部，经过多次反射、折射、散射及吸收后返回样品表面的光。这些光在积分球内经过多次漫反射后到达检测器． 三.实验仪器和试剂 InstantSpec BWS003 紫外可见漫反射光谱仪; 有颜色的纸张; 不同颜色的树叶； 手臂上的某处皮肤（测试者自己选择）。 四.实验步骤 1． 双击打开软件，从菜单栏中选择“Option”－“Enable Reference Material File”－“Set”。 2. 设置“Integration Time”为800。 3. 点击“Open FlashLight”。 4. Dark scan （1） 将port reducer装在取样口，拧紧螺丝； （2） 将light trap罩在取样口上。 （3） 点击软件上的“dark scan”。 5. Reference scan] (1) 将Spectralon Reference Standard（参比） 放置在样品口 （2）点击“Reference Scan”。 6. Sample scan （1） 取下参比，将样品放置在取样口，点击“Acquire one Spectrum”； （2） 选择“％T/R”得到漫反射光谱曲线。 （3） 换另一个样品，点击“Acquire Overlay”得到该样品的漫反射光谱曲线。 五.数据处理 以λ为横坐标，R％为纵坐标作所测样品的反射光谱图。 1）下面为红、黄、蓝三种纸片的漫反射光谱图 从图中可看出红黄蓝分别在其对应波长处的反射率最大，并且各种颜色对应的最大反射率都不相同。红光在620nm，黄光在590nm,蓝光在450nm处反射率最大，基本与其对应波长一致。 2）下图为组内六位成员手背的漫反射光谱图 若手越白，则反射率越大，从图中可看出反射率最大的是本组女同学梁美英的手背，故据此推断，她的手是最白的。 3）各色荧光纸比较 可以看出各色荧光纸反射率基本都大于100，这是荧光物质中电子吸收光子跃迁到高能级后不稳定，从高能级到低能级又发出光子造成的。图中，橙色和玫瑰红有两个反射率最大峰。橙色两个反射率最大峰处对应的波长是500nm和600nm，玫瑰红两个反射率最大峰处对应的波长是450nm和610nm，说明这两种颜色都是混和色，故才有两个反射率最大峰。 4）叶子、花瓣漫反射光谱图 叶子的正反面反射光谱差别不大，花瓣枯萎时，有点发黑，故其反射率很小，没有新鲜花瓣在420nm左右出现的峰。 六.讨论与思考 同种物质及颜色，颜色的深浅与同一波长处的反射率高低有什么联系？ 颜色越深，即对该颜色的反射越大，也就是在该波长处的反射率高。 2. 观察不同颜色的物质反射率最高处的峰值有何不同，为什么？ 不同颜色的物质反射率最高处的峰值大小及对应的波长均不同。不同的颜色在其对应的波长处反射率才最大，反射的强度也不同。 七．分析与讨论 紫外一可见吸收光谱法灵敏度高、准确度好、操作简单，是一种十分有效的检测分析手段。大量研究表明，紫外一可见吸收光谱法可以应用于对全部金 属元素和大部分非金属元素的定性或定量测定。尤其在对有机化合物的定量测 定方面，紫外光谱仪器相比其他仪器(如高效液相色谱)具有价格便宜、操作简便、分析快速等特点，因而具有更加广泛的开发应用前景。 但紫外光谱仪在使用过程中也受到一定的限制。根据朗伯．比耳定律，所测 样品必须是一定浓度的均匀溶液。这就局限了紫外～可见吸收光谱法的实际测 量范围。