摘 要 本文研究了紫外可见分光光度计(UV/VISS)的透光度误差与吸光度误差和吸光度真值之间的关系;导出了这些关系的理论计算公式;计算了7种透光度误差下,吸光度误差与吸光度真值的关系,并绘制了6条误差曲线。同时对如何使用计算公式和有关误差曲线、如何正确表示UV/VISS的光度准确度等有关问题进行了讨论。
1 前 言
在光度分析中,特别在紫外可见光度分析中,测量误差〔1,2〕是通过吸光度误差ΔA与透光度误差ΔT表现出来的,比耳定律〔3,4〕指出:①A=_logT,所以,T=10_A;②C=(_1/ab)logT,所以,T=10_abc;①和②中,A为吸光度、T为透光度,a为摩尔吸光系数,b为光程,c为被测试样的浓度。。由此可见,A、T和c之间有着密切的关系。由于A或T的测量误差,可引起对被测试样浓度c的测量误差:若设T的绝对误差为ΔT,则可求出不同ΔT的情况下,相对吸光度误差ΔA/A0(ΔA为吸光度真值A0与测量值Am之差)与A0的关系。或求出不同A0下,ΔA/A0与ΔT的关系。乞今为止,国内外尚未见有人系统研究过ΔA/A0与ΔT和A0的关系。本文研究了ΔA/A0与ΔT和A0的关系,导出了ΔA/A0和ΔT和A0的关系之间的理论计算公式,有普遍的指导意义。笔者根据计算公式,计算了7种透光度误差下,吸光度误差与吸光度真值的关系,并绘制了6条误差曲线,可复盖目前世界上各种不同类型的UV/VISS;具有实用参考价值。本文可供UV/VISS的设计、制造和使用者们参考.
2 理论指导
③当A0一定时,ΔA可通过不同的ΔT求得;
3 根据(9)式得到的表和图
表1为根据(9)式求得的ΔA/A0与ΔT和A0的关系表。图1为根据表1所作的6条误差曲线图。
表1不同透光度误差ΔT与吸光度误差ΔA/A0和吸光度真值A0的关系
4 讨 论
(1)表1和图1是非常有实用价值的图、表,分析工作者在评价和挑选UV/VISS时,只要知道仪器的ΔT,就可以立即从图、表得知该仪器的分析测试准确度概况和是否能满足使用要求;如某厂商给出的仪器ΔT为0.5%T,而分析测试要求的准确度为1%,则可马上从图1、表1上查得该仪器肯定不能满足自己的使用要求;又如仪器给出的ΔT为0.3%T,但测试要求准确度为1%,则可很快从图1、表1得知该仪器只能满足对吸光度为0.25~0.75A的试样的测试要求;若试样的吸光度<0.25A(浓度偏稀)时,或>0.75(浓度偏浓)时,则测量误差都会超过1%。
(2)目前国内外许多仪器,包括高档仪器,对光度准确度这个关键技术指标经常同时用二种方法表示;一种是ΔA(A),一种是ΔT(%T),但其中绝大多数是自相矛盾的。如日本Shimadzu的UV_3101PC型UV/VISS,它给出的光度准确度分别表示为:ΔA为±0.002A(0~0.5A);±0.004A(0.5~1A);同时又给出ΔT为±0.3%T。从图1、表1可知,这是一组自相矛盾的技术指标;因为从表1可查到:ΔT为±0.3%T时,若要求ΔA=±0.002A,则只能在0.2A内(即0~0.2A)才可达到。不可能在0~0.5A内可保证ΔA=±0.002A。同样,ΔT=±0.3%T时,若要求ΔA=±0.004A,则只能在0~0.45A内才是可靠的,在试样吸光度为0.45A以上时,ΔA就超过0.004A,若在1.0A处,则ΔA=0.0128A,超过0.004A的3倍左右。所以UV_310IPC的光度准确度指标中ΔA和ΔT是自相矛盾的。同样,日本Hi-tachi的U_3400型UV/VISS的这一指标也和UV_3101PC一样是自相矛盾的。而美国P_E的Lambda 9型UV/VISS给出的光度准确度指标为:ΔA=±0.003A(1A);ΔT=±0.08%T(1A),从表1可知,这二者比较一致;从表1可查到:在ΔT=±0.08%T(1A)时,ΔA为0.0034A(1A)。所以,Lambda9给出的光度准确度指标是可靠的。
目前我国的绝大多数UV/VISS厂商给出的光度准确度中,ΔA和ΔT也是自相矛盾的。笔者认为这一问题很值得重视。笔者经过深入的研究后,认为目前国内外UV/VISS厂商之所以在光度准确度这个指标上产生上述矛盾,主要原因有三:一是未深入研究二者的关系;二是人云亦云;三是为了攀比和促销。这实际上是自欺欺人的作法,应该纠正。
(3)笔者曾提出过〔5〕光度准确度应该同时用ΔA和ΔT表示,但应指明在什么T值或什么A值处测量,否则是不可取的。通过进一步研究后,笔者认为,光度准确度可以同时用ΔA和ΔT表示,但除应指明在什么T值或什么A值处测量外,还必须注意二者的关系,不能自相矛盾;否则会误导使用者。目前我国有一些UV/VISS厂商在给出光度准确度的时候,只给ΔT,不给ΔA,这样作不符合国际接轨的要求;因此笔者认为给出UV/VISS的光度准确度指标时,ΔA一定要给出,同时给出在什么A值下测量;最好是ΔA和ΔT能同时给出,但不能不加研究,随意乱写,否则会自相矛盾。
5 主要参考文献
1 R.W.Burke et al.J.Res. Net. Bur. Stand(u.s),1972 76A,(5):469,
2 R.W.Burke et al.J.Res. Net. Bur. Stand(u.s),1972 76A,(5):483,
3 A.Beer, A.der, physik,Chemie, 1852,26(3),:78
4 李昌厚,略论比耳定律及有关问题,光学仪器,1994,No.20:22
5 李昌厚,再论UV/VISS的主要技术指标及如何赶超国际先进水平,现代科学仪器, 1997,No.4:12
本文作者：李昌厚 孙吟秋
