紫外可見分光光度計(jì)的核心原理是基于物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紫外光(200-400 nm)和可見光(400-760 nm)的選擇性吸收,結(jié)合朗伯 - 比爾定律,通過測(cè)量光的吸收程度來定性或定量分析物質(zhì)的組成與濃度。其原理可拆解為三個(gè)關(guān)鍵層面:光的特性、物質(zhì)的吸收規(guī)律、儀器的工作邏輯。
一、基礎(chǔ):光的特性與物質(zhì)的吸收本質(zhì)
光是一種電磁波,紫外光和可見光屬于電磁波譜中能量適中的波段。當(dāng)光照射到物質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生反射、透射、散射和吸收四種作用,而紫外可見分光光度計(jì)主要利用 “吸收" 這一特性:
物質(zhì)的分子(或原子)具有特定的能級(jí)結(jié)構(gòu)(如電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí))。
當(dāng)特定波長(zhǎng)的光(能量與分子能級(jí)差匹配)照射時(shí),分子會(huì)吸收光的能量,從 “基態(tài)" 躍遷到 “激發(fā)態(tài)"(即光吸收躍遷)。
不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同,能級(jí)差也不同,因此僅會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光(表現(xiàn)為 “特征吸收峰")—— 這是定性分析(判斷物質(zhì)種類)的依據(jù)。
二、核心定量依據(jù):朗伯 - 比爾定律(Lambert-Beer Law)
當(dāng)單色光(單一波長(zhǎng))穿過均勻的溶液時(shí),光的吸收程度與溶液的濃度、光穿過溶液的路徑長(zhǎng)度成正比,這一規(guī)律即為朗伯 - 比爾定律