光電比色法英文解釋翻譯、光電比色法的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 photoelectric colorimetry
分詞翻譯:
光電的英語翻譯:
photoelectricity
【醫】 photoelectricity
比色法的英語翻譯:
【化】 Colorimetry; Colourimetry
【醫】 chromatometry; chromometry; colorimetric method; colorimetry
專業解析
光電比色法(Photoelectric Colorimetry),是一種基于物質對光的選擇性吸收而建立起來的定量分析方法。它利用光電效應測量有色溶液對特定波長單色光的吸收程度(即吸光度),從而确定待測組分含量的儀器分析方法。
-
基本原理
其核心依據是朗伯-比爾定律(Lambert-Beer Law)。該定律指出:當一束平行的單色光通過均勻、非散射的溶液時,溶液的吸光度(A)與溶液的濃度(c)和液層厚度(b)的乘積成正比。
數學表達式為:
$$
A = lg frac{I_0}{I} = varepsilon b c
$$
其中:
- $A$:吸光度(Absorbance),無量綱。
- $I_0$:入射光強度。
- $I$:透射光強度。
- $varepsilon$:摩爾吸光系數(Molar Absorptivity),單位 L·mol⁻¹·cm⁻¹,是物質在特定波長下的特征常數,反映其吸光能力。
- $b$:光程長度(Path Length),即比色皿厚度,單位 cm。
- $c$:溶液濃度,單位 mol/L。
通過測量标準溶液和待測溶液的吸光度,即可計算出待測組分的濃度。
-
關鍵儀器設備
- 光源:通常為鎢燈或鹵鎢燈,提供連續光譜。
- 單色器:将光源發出的複合光分解為單色光。常用棱鏡或光栅。
- 比色皿:盛放待測溶液的透明容器,通常由光學玻璃或石英制成,具有精确的光程長度(如 1 cm)。石英比色皿適用于紫外-可見光區。
- 光電檢測器:将透射光信號轉換為電信號。常用光電管或光電倍增管。
- 信號顯示系統:将電信號處理并顯示為吸光度(A)或透光率(T%)的讀數裝置(如數字顯示器)。
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操作步驟概要
- 樣品處理與顯色:将待測組分通過化學反應轉化為在可見光區有強吸收的有色化合物(顯色反應)。選擇適當的顯色劑和控制反應條件(酸度、溫度、時間)至關重要。
- 選擇測量波長:通常選擇有色物質的最大吸收波長(λmax)作為測量波長,以獲得最高的靈敏度和準确性。
- 配制标準系列:用已知濃度的标準物質配制一系列濃度梯度的标準溶液,并進行顯色。
- 繪制标準曲線:在選定波長下,以空白溶液(通常為不含待測組分的溶劑加顯色劑)為參比,測量各标準溶液的吸光度。以吸光度(A)為縱坐标,濃度(c)為橫坐标繪制标準曲線(工作曲線)。
- 測量待測溶液:在相同條件下測量待測溶液的吸光度。
- 結果計算:根據待測溶液的吸光度值,在标準曲線上查得或通過回歸方程計算出其濃度。
-
應用領域
光電比色法因其設備相對簡單、操作便捷、靈敏度較高(可達 10⁻⁷ g/mL)而被廣泛應用于:
- 環境監測:測定水樣中的重金屬(如鉻、鉛、銅、鐵)、氨氮、磷酸鹽、酚類、氰化物等污染物含量。
- 工業分析:控制化工生産流程、産品質量檢驗(如食品、藥品、化肥、鋼鐵中的微量元素)。
- 臨床檢驗:測定生物樣品(血液、尿液)中的某些生化指标(如血糖、膽固醇、酶活性)。
- 科學研究:化學、生物、材料等領域的定量分析。
引用參考來源:
- 武漢大學主編. 《分析化學》(上冊)第五版. 高等教育出版社. (标準教材,闡述原理與定律)
- 中華人民共和國國家标準 (GB/T). (例如具體涉及水質、食品等檢測的标準方法會詳細規定光電比色法的應用步驟和儀器要求). (權威标準方法)
- 分光光度計儀器操作手冊. (如PerkinElmer, Shimadzu, Thermo Fisher等主流儀器廠商). (提供儀器結構與操作細節)
- 環境監測技術規範 (HJ系列). 生态環境部. (具體應用實例,如水質分析). (行業應用規範)
網絡擴展解釋
光電比色法是一種通過光電儀器測量物質對特定波長光的吸收程度,從而定量分析物質濃度的方法。以下是綜合多來源信息的詳細解釋:
一、基本定義
光電比色法利用光電轉換元件(如光電池、光電管)代替人眼,測量有色溶液對光的吸收強度。其核心是将顔色轉化為可量化的吸光度值,通過标準曲線确定待測物濃度。
二、基本原理
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朗伯-比爾定律:吸光度(A)與溶液濃度(c)及光程(b)成正比,公式為:
$$
A = varepsilon cdot c cdot b
$$
其中ε為摩爾吸光系數,該定律是定量分析的基礎。
-
光吸收過程:光源發出的光經濾光片變成單色光,穿過比色皿時被溶液吸收,剩餘光強度由光電檢測器轉換為電信號,最終計算吸光度。
三、儀器組成
典型的光電比色計包含以下部件():
- 光源:如鎢燈,提供穩定光強
- 濾光片:篩選特定波長的單色光
- 比色皿:盛裝待測溶液的透明容器
- 光電檢測器(光電池/光電管):将光信號轉化為電信號
- 顯示裝置:顯示吸光度或透光率
四、主要特點
優點 |
局限性 |
消除人眼主觀誤差,精度高 |
需依賴标準曲線,制備耗時 |
可通過濾光片消除幹擾,選擇性好 |
僅適用于可見光區有色物質 |
測量快速,適合批量分析 |
儀器需定期校準維護 |
五、與目視比色法的區别
對比項 |
光電比色法 |
目視比色法 |
測量對象 |
特定波長光吸收強度 |
透射光整體強度 |
儀器依賴 |
必須使用光電儀器 |
僅需比色管 |
精确度 |
誤差<5% |
依賴人眼判斷誤差較大 |
該方法廣泛應用于環境監測、食品檢測、醫藥分析等領域,如測定水中重金屬含量。需注意選擇合適濾光片波長(例如測高錳酸鉀需選黃綠色濾光片),并定期校驗儀器以保證數據準确性。
分類
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