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【光度計配件】比色皿用不對,后果很嚴重!

作者:佑科儀器 -- 行業領導者

光譜分析中,常會用到比色皿進行定量和定性分析,很多人都知道,比色皿洗不干凈的話,后果很嚴重,但很少人知道比色皿選擇不當,也會造成不良后果,石英的還是玻璃的?不管是選擇、使用、維護,都是有講究的。

 

比色皿(又名吸收池,樣品池)用來裝參比液、樣品液。配套在光譜分析儀器上,對物質進行定量、定性分析。

 

按使用的波長范圍可分為三大系列,即可見光系列(稱玻璃比色皿),紫外可見光系列(稱石英比色皿),紅外光系列(稱紅外比色皿)。也就是說,在紫外光區用石英比色皿,在可見光區既可以用石英比色皿又可以用玻璃比色皿,可見光區一般用玻璃比色皿。

比色皿物理特性
1、機械強度大,適應溫度變化強,粘結部非常牢固,耐壓可耐數個大氣壓。

 

2、極為精密的光學加工工藝,透光面的光學性能非常優秀,成組誤差≤0.3%。  

 

3、選用優質石英玻璃和光學玻璃,確保無氣泡,無條紋,石英比色皿在波長200nm處大于80%,玻璃比色皿在波長340nm處大于80%。

比色皿的選擇與鑒別
 

比色皿的制造工藝有兩種,一種是粘合劑粘合而成,另一種是高溫熔融而成。比色皿的材料通常來源于石英、熔凝硅石和光學玻璃。玻璃比色皿對紫外線幾乎全部吸收,吸光度非常大。

 

而石英比色皿的吸光度則小得多。常用比色皿的形狀有方形、矩形和圓筒形,容量一般為幾毫升。也有用于少量試樣的微型或超微型毛細管皿。另外還有高、低溫、恒溫比色皿。 

 

比色皿有不同的光程長度,一般常用的有0.5、l、2、3、5cm ,選擇哪種光程長度的比色皿,應視分析樣品的吸光度而定。當比色液的顏色較淡時,應選用光程長度較大的如2cm、3cm比色皿;當比色液的顏色較深時,應選用光程長度較小的如0.5cm 、lcm比色皿,以使所測溶液的吸光度在0.1-0.7之間。 

 

比色皿有方向性。有些比色皿上標有方向標記,使用時必須注意。無方向標記的比色皿應予以校正,校正時要先確定方向并作好標記,以減少測定誤差。

比色皿的校正方法

 

將純凈的蒸餾水注入比色皿中,把其中吸收最小的比色皿的吸光度置為零,并以此為基準,測出其它比色皿的相對吸光度。測定比色液時,應將其吸光度減去比色皿的吸光度。同一組比色皿相互間的差異應小于測定誤差,在測定同一溶液時,吸光度差值應小于0.5% ,否則應對差值進行校正。 

 

比色皿的光程長度也需校正,校正時可將吸光度約為0.4的溶液分別注入校正皿和具有準確光程長度的標準比色皿中,測定吸光度。以標準比色皿的吸光度為1.00,求出校正比色皿吸光度的相對值作為該比色皿的校正系數。測定比色液時,可將所測得的吸光度乘以該皿的校正系數以得到實際吸光度值。

比色皿的選擇

比色皿選擇或使用不當,造成無法測量或引起測量誤差的現象在實驗中經常出現,這一問題又很容易被實驗人員忽視。 

 

紫外區的定義為190-400nm,石英比色皿可用于190-900nm,玻璃比色皿用于360-900nm,紫外區的一定要用石英比色皿,必須配置紫外/可見分光光度計,否則低波長段不能分析。  對于一般的非光學專業人員,用眼睛是不能分開石英比色皿和玻璃比色皿的。但兩者硬度差別很大。石英比色皿比玻璃比色皿硬度大(絕對值)幾十倍,如果把兩個對磨,石英比色皿將很少被磨損,而玻璃比色皿磨損非常大。 
 

由于石英比色皿的透光范圍從0.12-4.5微米(120nm-4500nm),廣泛的譜段范圍內沒有任何吸收峰。而玻璃比色皿只有0.4—4微米(400-4000nm),且有許多離子吸收峰。所以,石英比色皿要比玻璃比色皿優越的多,化驗數據更準確、更可靠。

比色皿的鑒定

用手摸或者肉眼就能觀察出來,只有光學技術人員憑經驗“靠肉眼比較折光率差別”可以準確判定,他們肉眼觀察微弱的離子吸收現象,靠經驗評價也能區分。但是,對沒有經驗的人員來說,極易發生判定錯誤。 

石英比色皿上有一個Q字樣(quartz石英),而玻璃的上面有一個G字樣(glass玻璃),從字面上可以直接區分兩種比色皿,如果字樣已經沒有啦,只能上機在紫外區實測啦,在紫外區透過率大是石英的,幾乎沒有透過率的是玻璃的。市面上賣的比色皿造型不是完全一樣的,有的沒有石英標識。可在紫外波長下檢測空比色皿的吸光度,玻璃的吸光度要比石英的大。  

將光度計的波長設定為250nm,樣品室內不放任何物品,調零,然后將比色皿置于樣品道一側,吸光值小于0.07Abs的是石英材料,反之是玻璃材料。注:如果吸光值稍稍大于0.07Abs 的話,有可能也是石英材料的,只不過是杯子內壁沒有洗凈之故。

使用和注意事項

 

在使用比色皿時,兩個透光面要完全平行,并垂直置于比色皿架中,以保證在測量時,入射光垂直于透光面,避免光的反射損失,保證光程固定。

 

比色皿一般為長方體,其底及兩側為磨毛玻璃,另兩面為光學玻璃制成的透光面粘結而成。
 

使用時注意事項

1.拿取比色皿時,只能用手指接觸兩側的毛玻璃,避免接觸光學面。

2.不得將光學面與硬物或臟物接觸。盛裝溶液時,高度為比色皿的2/3處即可,光學面如有殘液可先用濾紙輕輕吸附,然后再用鏡頭紙或絲綢擦拭。

3.凡含有腐蝕玻璃的物質的溶液,不得長期盛放在比色皿中。

4.比色皿在使用后,應立即用水沖洗干凈。必要時可用1∶1的鹽酸浸泡,后用水洗干凈。

5.不能將比色皿放在火焰或電爐上進行加熱或干燥箱內烘烤。

6.使用前將比色皿在2%的硝酸溶液中浸泡24小時,然后用水,蒸餾水依次沖洗干凈,擦干。

7.比色前將各個比色皿中裝入蒸餾水,在比色波長下進行比較,誤差在±0.001吸光度以內的比色皿選出4-8個進行比色測定,可避免因比色皿差異造成測量誤差.

8.比色皿中的液體,應沿毛面傾斜,慢慢倒掉,不要將比色皿翻轉,直接口向下放在干凈的濾紙上吸干剩余液,然后用蒸餾水沖洗比色皿內部倒掉(操作同上)避免液體外流,使第2次測量時不用擦拭比色皿,不致因擦拭帶來的誤差。


比色皿的洗滌方法
分光光度法中比色皿潔凈與否是影響測定準確度的因素之一。因此,必須重視選擇正確的洗凈方法。

 

每次使用完畢的比色皿,一般先用自來水沖洗,再用蒸餾水沖洗三次,倒置于干凈的濾紙上晾干,然后存放于比色皿盒中。如果比色皿被有機物污染,宜用鹽酸-乙醇(1+2)混合液浸洗,也可用相應的有機溶劑浸泡洗滌。

如:油脂污染可用石油醚浸洗,鉻天青顯色劑污染可用硝酸(1+2)浸洗等。比色皿不可用堿液洗滌,也不能用硬布、毛刷刷洗。 

含有能腐蝕玻璃物質的溶液,如氫氟酸、氟化物的高濃度溶液不可放人比色皿中。含氟離子濃度低的溶液也不宜在皿中久置。比色皿質地較脆,石英皿尤甚,使用時動作要輕,切勿摔碰。市場面上一般使用的石英比色皿均為石英粉燒接的,專用超聲波清洗, 洗比色皿清洗時毛面朝下。

石英比色皿清潔方法

1.用乙醚和無水乙醇的混合液(各50%)清洗。  

 

2. 若太臟可用專用洗液清洗。但時間要短(10分鐘),再用清水清洗干凈。 

3. 不要用洗潔精之類的清潔劑,以免影響測量。  

注: 高級分光光度計都采用專利技術加工的石英比色皿,采用石英本體材料經過高溫熔融膠合,減少污染,使用壽命更長(價格是普通石英比色皿二倍)。

 

如何對比色皿進行清洗,只能按照各種試劑,采用能溶解中和的方法來進行清洗,原則上一是不能損壞比色皿的結構和透光性能;二是能夠采用中和溶解的方法來達到比色皿干凈如初的效果。   

 

1.比如測定溶液是酸,如果不干凈,就用弱堿溶液洗,要是測定溶液是堿,如果不干凈,就用弱酸溶液洗,要是測定溶液是有機物質,如果不干凈,就用有機溶劑,比如酒精等溶液洗。

 

2.選擇比色皿洗滌液的原則是去污效果好,不損壞比色皿,同時又不影響測定。

 

3.分析常用的鉻酸洗液不宜用于洗滌比色皿,這是因為帶水的比色皿在該洗液中有時會局部發熱,致使比色皿膠接面裂開而損壞。同時經洗液洗滌后的比色皿還很可能殘存微量鉻,其在紫外區有吸收,因此會影響鉻及其他有關元素的測定。一般主張使用硝酸和過氧化氫(5:1)的混合溶液泡洗,然后用水沖洗干凈。   

 

4.對一般方法難以洗凈的比色皿,還可以采取以下兩種方法:

A、先將比色皿侵入含有少量陰離子表面活性劑的碳酸鈉(20克/升)溶液泡洗,經水沖洗后,再于過氧化氫和硝酸(5:1)混合溶液中侵泡半小時。    

B、在通風櫥中用鹽酸、水和甲醇(1:3:4)混合溶液泡洗,一般不超過10分鐘。  

 

5.黑壁微量石英比色皿,因其材質的不一致,尤其要注意不能放在酒精里浸泡,用完后,可以立即用棉球或擦鏡紙沾酒精清洗,晾干,然后存放于干凈的容器或盒子中備用。 

 

6.熔融一體比色皿,可以參照玻璃粉高溫燒結的比色皿清洗方法,可以長時間浸泡在酒精或酸性溶液,也可以超聲波清洗機清洗,操作時應將超聲頻率調至最低限度,避免頻率過高導致比色皿破損。 

 

先用清水涮洗三次,然后用清洗液洗三次,最后再用清水洗三次,比色皿上沒有污漬即可,然后放入干凈的容器內,晾干,以備下次使用。

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