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比色皿的用法
点击次数:932 发布时间:2016-12-23

谈到实验中的紫外分光光度法,大家更多关注的是紫外分光光度计的仪器性能等等,而往往忽略了比色皿,但是您知道吗,小小的比色皿其实也有很多讲究,而且对实验结果的影响也很明显。
选择什么样的比色皿,玻璃还是石英?如果比色皿弄混了,如何鉴别?你知道什么样的色皿才可以配对吗?比色皿的正确清洗方式怎么样?甚至如何正确拿取?
【比色皿常识】
比色皿( 又名吸收池,样品池) 用来装参比液、样品液。配套在光谱分析仪器上,如分光光度计,血线蛋白分析仪,粒度分析仪等,对物质进行定量、定性分析。比色皿的制造工艺有两种, 一种是粘合剂粘合而成, 另一种是高温熔融而成。比色皿的材料通常来源于石英、熔凝硅石和光学玻璃。常用比色皿的形状有方形、矩形和圆筒形, 容量一般为几毫升。也有用于少量试样的微型或超微型毛细管皿。另外还有高、低温恒温比色皿。
比色皿按照使用的波长范围分为可见光系列( 称玻璃比色皿) ,紫外可见光系列( 称石英比色皿) ,红外光系列( 称红外石英比色皿) 。紫外光度实验中的比色皿通常使用玻璃比色皿和石英比色皿,玻璃比色皿是用光学玻璃制成的比色皿,只能用于可见光区,适用于330 ~ 1000nm 波长范围;石英比色皿是用熔融石英( 氧化硅) 制成的比色皿,既适用于紫外光区,也可用于可见光区,适用于200~ 400nm 波长范围。
利用石英和玻璃比色皿在紫外光区和可见光区有无吸收的差异,在紫外光区时,由于玻璃比色皿强烈吸收紫外光,对实验数据和结果有影响,石英比色皿不吸收紫外光,不会影响数据,因此在紫外光区不使用玻璃比色皿而使用石英比色皿; 而在可见光区,玻璃的影响非常小,可忽略,和石英比色皿一样均可以使用,但考虑到节约经济的因素,由于玻璃比色皿的价格远远低于石英比色皿,通常选择可见光区使用玻璃比色皿,紫外光区使用石英比色皿。
【比色皿的鉴别】
方法一: 直观法
通过视觉、听觉的不同感法观察和比较比色皿的外观及澄清程度来进行辨别。
( 1) 比色皿上通常会有字母标识,玻璃比色皿口沿处有“G”( Glass 玻璃) ,而石英比色皿口沿处有“Q”( Quartz 石英) 或者“QS /S”( Quartz Glass 石英玻璃) 。
( 2) 如果没有字母标识或者标识已磨损,可以在口沿处由上往下看,如果棱面发绿就是玻璃的,透明或发白就是石英的。更确切地说,普通玻璃的断口是浅绿的,硼酸玻璃的断口是泛白的,而石英的断面是透明的。
( 3) 可以听声辨别,石英敲击的声音比较清脆,玻璃器皿敲击时发出的声音发闷。
( 4) 石英比玻璃的硬度大,如果把两个比色皿对磨,石英比色皿磨损微小,而玻璃比色皿磨损比较大。
( 5) 可用白炽灯照射,透光度高的是玻璃比色皿,而石英比色皿里面应当稍浑浊。
以上都是快速简单的鉴别方法,除非是光学专业人士,否则极易由于个人差异产生误差,一般情况只能作为权宜之法。并且现在的制备工艺,无论是玻璃比色皿还是石英比色皿外观都是澄清透明,厚度、质量差别不大,因此仅通过这些感官的直观鉴别方法在是不可取的。
方法二: 机试法
使用紫外可见光分光光度计机试来鉴别玻璃、石英比色皿和配对比色皿。
现行国家检定规程规定石英比色皿在250nm下吸光度应小于0.07abs,若吸光度大于0.07abs 则为玻璃比色皿。
比色皿内不放置任何样品,以空气为介质,波长设置250nm,调零。将比色皿放置在样品道,吸光值小于0.07abs 的是石英的,反之是玻璃的。
【比色皿配对】
从使用者的角度来讲, 对UV-VISS zui关心的是仪器的稳定性和可靠性。所谓稳定性, 就是漂移小、重复性好。所谓可靠性, 就是光度准确度( PA ) 好, 故障率小, 出了故障能很快排除。但这里PA 是zui重要的。研究表明: 影响UV-VISS 的PA 的因素很多, 但从仪器的角度讲, zui主要的是杂散光、噪声、基线平直度 和光谱带宽。但这只是指UV-VISS 仪器本身的因素。然而, 影响UV-VISS 的PA, 还有一个长期被人们忽视的、极其重要的因素, 这就是比色皿的不配对给UV-VISS 带来的分析测试误差。
现行的国家检定规程中规定配对的两只比色皿间差值不得超过±0.5%。因为在可见光区,玻璃比色皿和石英比色皿都可以使用,所以可利用每对比色皿间的透光率直接进行比较。
使用4 对比色皿,在波长500nm 下,以空气和纯水为介质,使用透光率T 进行测量,将每组比色皿中的一只透射率调为100%,测量另外一只透光率,凡透射率之差不大于5% ( △T = 0.005 =0.5%) ,即可配对使用。
【比色皿的使用】
在使用比色皿时,两个透光面要完全平行,并垂直置于比色皿架中,以保证在测量时,入射光垂直于透光面,避免光的反射损失,保证光程固定。
比色皿一般为长方体,其底及两侧为磨毛玻璃,另两面为光学玻璃制成的透光面采用熔融一体、玻璃粉高温烧结和胶粘合而成。所以使用时应注意以下几点。
( 1) 拿取比色皿时,只能用手指接触两侧的毛玻璃,避免接触光学面。同时注意轻拿轻放,防止破损。
( 2) 比色皿中不应长期盛放含有腐蚀玻璃物质的溶液。
( 3) 比色皿高温后易爆裂,因此不应放在火焰或电炉上加热或干燥箱内烘烤。
( 4) 当比色皿里面被污染,应用无水乙醇清洗,并晾干或及时擦拭干净。
( 5) 比色皿的透光面不应与硬物或脏物接触。
(6)盛装溶液时,高度应为比色皿的2 /3 处,光学面如有残液可先用滤纸轻轻吸附,然后再用镜头纸或丝绸擦拭。
(7)比色皿中的液体,应沿毛面倾斜,慢慢倒掉,不要将比色皿翻转,直接口向下放在干净的滤纸上吸干剩余液,然后用蒸馏水冲洗比色皿内部倒掉(操作同上)避免液体外流,使第2次测量时不用擦拭比色皿,不致因擦拭带来的误差。
(8)比色前将各个比色皿中装入蒸馏水,在比色波长下进行比较,误差在±0.001吸光度以内的比色皿选出4-8个进行比色测定,可避免因比色皿差异造成测量误差
(9)色皿在使用后,应立即用水冲洗干净。必要时可用1:1的盐酸浸泡,然后用水冲洗干净。
【比色皿清洗】
分光光度法中比色皿洁净与否是影响测定准确度的因素之一。因此,必须重视选择正确的洗净方法。
应按照测定的各种试剂,采用溶解中和的方法进行清洗,原则上是: 一不能损坏比色皿的结构和透光性能; 二能够采用中和溶解的方法来达到比色皿干净如初的效果。而分光光度计中比色皿洁净与否,则是影响测定准确度的因素之一。
当测定溶液是无机盐溶液,石英比色皿的一般清洁方法如下。
( 1) 用乙迷和无水乙醇的混合液( 各50%)清洗。
( 2) 若太脏可用专用洗液清洗。但时间要短( 10 分钟之内) ,再用清水清洗干净。注意选择比色皿洗涤液的原则是去污效果好,不损坏比色皿,同时又不影响测定。
( 3) 不能用洗洁精之类的清洁剂。以免影响测量。
( 4) 比色皿不可用碱液洗涤,也不能用硬布、毛刷刷洗。
而当遇到测定各种酸、碱、有机溶液时,如若测定溶液是酸,如果不干净,可用弱碱溶液洗,若是测定溶液是碱,如果不干净,可用弱酸溶液洗,要是测定溶液是有机物质,如果不干净,可用有机溶剂,比如无水乙醇等溶液洗。
值得注意的是,分析实验常用的铬酸洗液( 洗液) 不宜用于比色皿洗涤,这是因为带水的比色皿在该洗液中可能会产生热量,致使比色皿胶接面裂开而损坏。同时经洗液洗涤后的比色皿还可能残存微量铬( 铬在紫外区有吸收) ,因此会影响实验的测定。一般主张使用硝酸和过氧化氢( 5 :1) 的混合溶液泡洗,然后用清水冲洗干净。
zui后,对一般方法难以洗净的比色皿,还可以采取以下两种方法。
( 1) 先将比色皿浸入含有少量阴离子表面活性剂的碳酸钠( 20 克/升) 溶液泡洗,经水冲洗后,于过氧化氢和硝酸( 5 :1) 混合溶液中再浸泡半小时。
( 2) 在通风橱中用盐酸、水和甲醇( 1 :3 :4) 混合溶液泡洗,一般不超过10 分钟。
【比色皿的管理维护】
( 1) 按照实验中所使用的波长来选择相应的比色皿( 玻璃或者石英) ,紫外光区用石英比色皿,而可见光区既可以使用玻璃比色皿,又可以使用石英比色皿。考虑到价格问题,可见光区选用玻璃比色皿。尽量做到专人专用或者专组专用,用完清理后就交回。这样不易搞混不同的比色皿,也不影响比色皿间的配对。
( 2) 尽量做到每个实验每台紫外分光光度计有专用的配套比色皿,不相互混用。如有交叉使用,可记录在册,下次恢复正常。
( 3) 用完即清洗( 按上述方法) ,清洗后在通风阴凉处干燥,等彻底干燥后放入相应装具中。放置时,装具保持清洁干燥,比色皿应秉承“光面朝上,毛面在两侧”的原则,这样便于抓取两毛面拿出使用,不易弄污光面。

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