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指印、液痕以及溶液中气泡对分光度测量结果的影响及原因 完成日期：2011年11月26日 作者：古欣 郑旭辉 李雅颂 张金阳 所在学院：生命科学学院 摘要 本次实验中使用了Spectrum722型分光光度计，该仪器对操作规范性的要求很高，许多不当的操作都会导致数值上很大的偏差。在用Spectrum722型分光光度计测溶液的吸光度时，如果比色皿的光面有指印或液痕，比色皿的溶液中有气泡，会对最终测得的吸光度造成一定的影响，本文将讨论这些因素对测量结果的影响及其产生的原因。 前言 分光光度计的工作原理是Lambert-Beer定律，即一束单色光通过有色溶液时，有色溶液的西广度与溶液的浓度及溶液层的厚度成正比，写成公式即为：A=?cl,其中c为溶液的浓度，l为溶液层的厚度，?为吸光系数，其数值取决于入射光的波长以及吸光物质的性质，因此当入射光的波长一定时，某一吸光物质的?就是确定下来的。由此可以看出，当溶液的厚度一定时，吸光度就和溶液的浓度成正比。因此，我们可以利用分光光度计测得一系列标准溶液的吸光度，再根据测得的数值作出A-C工作曲线，并测出未知液的吸光度，进而即可求出未知液浓度。 但在实际操作中，由于操作着操作不规范等原因，可能会出现比色皿光面有指印或液痕，比色皿溶液中有气泡等情况，由于发生散射、折射等一系列光学现象，再加上某些物质会影响透光率，因而会使得测量结果与真实值有较大偏差。但这些因素究竟会带来怎样的影响呢？我们讨论了这一问题及起产生的原因，明确这些则能够让我们在将来做实验时更加明白规范操作的重要性，提高实验操作的准确性，得到准确可信的数据。 内容 比色皿光面的指印、液痕以及比色皿溶液中气泡的位置问题 对于这一问题，可以分两种情况进行讨论。 若比色皿光面的指印、液痕以及比色皿溶液中气泡没有出现在透射光路中，那么对测量 结果就不会造成影响。 若比色皿光面的指印、液痕以及比色皿溶液中气泡出现在了透射光路中，那么就会对测量结果产生影响，具体如何影响将在下文中细说。 比色皿光面的指印 1）比色皿光面出现指印的原因是：拿取比色皿时，手指应该拿取毛???而非光面，但由于操作不规范，没有注意到这个问题，手指就接触到比色皿的光面并留下了指印，再加上后来用镜头纸擦拭不够细致，未将指印完全擦去，导致仍有部分指引残留于光面。 2)光面上的指印对测量结果造成的影响：指印的化学成分是复杂的，其中含有较多汗水以及一些固体物质，如蛋白质、氨基酸、脂类等，以及一些灰尘颗粒、污物，这些物质都有着较强的反射与散射作用，附着于比色皿光面透射光路通过处，导致透过光强度降低，又因为A=lgI0It,故吸光度A偏大。 比色皿光面的液痕 1）比色皿光面出现液痕的原因是：用比色管向比色皿中加入溶液时，由于比色皿的开口相对较小以及操作上有些不规范之处，使得液体溅出或者顺着外壁流下，而用滤纸吸干时，并未将流出的液体完全吸收干净，导致比色皿光面上依旧留有液痕。 2）光面出现液痕对测量结果造成的影响：液痕的存在相当于在吸光系数与溶液浓度不变 的情况下增加了溶液的厚度l，又Lambert-Beer公式可知，这会使得吸光度A的测量值偏大。 比色皿溶液中的气泡 1)比色皿溶液中出现气泡的原因是：加入待测液时速度过于快，从而使比色皿溶液中出现气泡，而用滤纸吸干光面外壁残留溶液以及用镜头纸擦拭光面上的指痕后，可能忘记检查待测液中是否存在气泡以及悬浮物质，使得比色皿溶液中的气泡并未及时被除去。 2) 比色皿溶液中出现气泡对测量结果造成的影响需要从三个方面去考虑： （1）气泡的存在使得溶液的厚度l减小，又Lambert-Beer公式可知，这会使得吸光度A的测量值偏小。 （2）气泡的存在使得溶液中存在空气与溶液的分界面，光在此界面通过时会发生折射现象，而且重要的是盖界面有一定弧度，故光线可能会被折射出最后检测透射光强度的区域，故透过光强度降低，进而导致吸光度A偏大。 （3）气泡的存在使得光在通过气泡时的透过率增大，从而使得最终透过光强度增大，进而导致吸光度A偏小。 在考虑气泡对测量出的吸光度造成影响时，这三个因素必须同时进行考虑，并且其作用的强弱还与气泡的个数、大小、以及气泡在光路中的位置等有关，是个比较复杂，依实际情况不同而差异很大的问题，很难从理论上进行极其精确的分析。 总之，比色皿溶液中气泡的存在会直接对吸光度A的测量数值造成影响，至于偏大还是偏小，则需要看依据实际情况，综合三个方面来进行具体分析。 设计实验 该题目不好设计实验，因为即使设计，操作也是不规范的，本身就是错误的。 但本着化学设计实验的原理即控制变量等思想，还是设计如下： 实验用品：722型分光光度计、比色皿10只，待测液体，胶头滴管 实验方法：取待测液分别置于10只比色皿中，并标号1~10。分别在2、3、4号