1 背景
1852年，比爾(Beer)參考了布給爾(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所發(fā)表的文章，提出了分光光度的基本定律，即液層厚度相等時，顏色的強度與呈色溶液的濃度成比例，從而奠定了分光光度法的理論基礎(chǔ)，這就是的比爾朗伯定律。
1854年，杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人將朗伯比爾定律應(yīng)用于定量分析化學(xué)領(lǐng)域，并且設(shè)計了臺比色計。
1918年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局制成了臺紫外可見分光光度計。此后，紫外可見分光光度計經(jīng)不斷改進，又出現(xiàn)自動記錄、自動打印、數(shù)字顯示、微機控制等各種類型的儀器，使分光光度法的靈敏度和準(zhǔn)確度也不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大。
紫外-可見分光光度計是基于紫外可見分光光度法原理，利用物質(zhì)分子對紫外可見光譜區(qū)的輻射吸收來進行分析的一種分析儀器。主要由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號處理器等部件組成。光源的功能是提供足夠強度的、穩(wěn)定的連續(xù)光譜。紫外光區(qū)通常用氫燈或氘燈.見光區(qū)通常用鎢燈或鹵鎢燈。單色器的功能是將光源發(fā)出的復(fù)合光分解并從中分出所需波長的單色光。色散元件有棱鏡和光柵兩種?？梢姽鈪^(qū)的測量用玻璃吸收池，紫外光區(qū)的測量須用石英吸收池。檢測器的功能是通過光電轉(zhuǎn)換元件檢測透過光的強度，將光信號轉(zhuǎn)變成電信號。常用的光電轉(zhuǎn)換元件有光電管、光電倍增管及光二極管陣列檢測器。分光光度計的分類方法有多種：按光路系統(tǒng)可分為單光束和雙光束分光光度計；按測量方式可分為單波長和雙波長分光光度計；按繪制光譜圖的檢測方式分為分光掃描檢測與二極管陣列全譜檢測。
2 測量原理
2.1 朗伯定律（1760年）
如果一束平行單色光照射在均勻介質(zhì)時，當(dāng)吸光物質(zhì)的濃度一定時，則均勻介質(zhì)對光的吸收度A與均勻介質(zhì)厚度b成正比。
A=lg(I0/It)=k1b
式中I0—入射光強度，It—透射光強度，k1—比例常數(shù)，它與介質(zhì)物質(zhì)、厚度、溫度以及入射光波長等因素有關(guān)，b—溶液厚度。
2.2 比爾定律（1852年）
如果一束平行單色光照射在均勻介質(zhì)時，當(dāng)均勻介質(zhì)厚度一定時，則均勻介質(zhì)對光的吸收度A與介質(zhì)中吸光物質(zhì)的濃度c成正比。
A=lg(I0/It)=k2c
式中，k2—比例常數(shù)，它與介質(zhì)物質(zhì)、厚度、溫度以及入射光波長等因素有關(guān)，c—試樣濃度。
2.3 朗伯—比爾定律
當(dāng)入射光強度一定時，介質(zhì)的吸光度A與介質(zhì)中吸光物質(zhì)的濃度c和介質(zhì)厚度b的乘積成正比。
2.4 透光率T
透過率T：透射光強度It與入射光強度I0之比。
T=It/I0
T取值范圍為0.0%~100.0%，全部吸收T=0.0%，全部投射T=100.0%。
2.5 吸光度A
吸光度A：透過率T的倒數(shù)的對數(shù)值。
A=lg(I0/It)=lg(1/T)=kbc
溶液的T越大，說明對光的吸收越小，濃度低；T越小，說明對光的吸收越大，濃度高。
2.6 吸光系數(shù)k
(1)當(dāng)c的單位用g/L表示時，用a表示，
A=lg(I0/It)=abc
式中a—質(zhì)量吸光系數(shù)，L·(g·cm)-1。
(2)當(dāng)c的單位用mol/L表示時，用ε表示
A=lg(I0/It)==εbc
式中ε—摩爾吸光系數(shù)，L·(mol·cm)-1。
3 實際應(yīng)用
紫外可見分光光度計主要用于物質(zhì)定性、定量分析，可以對化合物的結(jié)構(gòu)、純度、未知物含量以及反應(yīng)動力學(xué)進行測定與研究。紫外可見分光光度計有著廣泛的應(yīng)用范圍，不同的實驗使用的測定方法也有較大差異。
3.1結(jié)構(gòu)分析
紫外可見分光光度計是根據(jù)物質(zhì)分子對波長在200～760nm范圍內(nèi)電磁波吸收特性來進行結(jié)構(gòu)分析，其具有重現(xiàn)性較好的優(yōu)點。不同物質(zhì)有著不同的分子空間結(jié)構(gòu)，而且吸收光能量的情況也有著較大差異，每種物質(zhì)都有著*的吸收光譜曲線，所以在對吸收光譜上的某些特征波長的吸光度進行分析與對比后，就能確定物質(zhì)的成分以及結(jié)構(gòu)。在分析實驗中，實驗人員需要遵照以下規(guī)律：第一，在220～280nm無吸收表明不含有苯環(huán)、共軛雙鍵等；第二，在210～250nm范圍內(nèi)有吸收表明含有共軛雙鍵等。
3.2純度檢驗
在純度檢驗中，主要是利用紫外吸收光譜測定化合物中是否含有雜質(zhì)，可以檢驗出化合物中是否含有微量的具有紫外吸收的雜質(zhì)。實驗人員只需要對化合物紫外可見光區(qū)是夠出現(xiàn)明顯的吸收峰進行檢查，就可以判斷出是夠存在雜質(zhì)，從而達到化合物純度檢驗的目的。
3.3 化合物的鑒定
紫外可見分光光度計是化合物鑒定中常用的方法，實驗人員主要是對未知純化合物的光譜和已知純化合物光譜進行對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)吸收峰數(shù)目、位置相對強度、吸收峰形狀等內(nèi)容均有較大程度的相似，則可以鑒定為同一化合物。
3.4 未知濃度的測定
紫外可見分光光度計在測定物質(zhì)含量領(lǐng)域有著尤為廣泛的應(yīng)用，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法，對摩爾吸光系數(shù)的樣品進行吸光度的測定，結(jié)合公式A=εbc，就可以計算出未知濃度的大小。有的樣品摩爾吸光系數(shù)不確定，則需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法進行測定。實驗前，準(zhǔn)備不同含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在一定波長下得出吸光度值，然后繪制出吸光光譜曲線。由此可見，紫外可見分光光度計具有操作簡單的優(yōu)點，在未知濃度測定中有著良好的應(yīng)用。
3.5 反應(yīng)動力學(xué)研究
紫外可見分光光度計還可以用于反應(yīng)動力學(xué)研究，利用分光光度法可以得出一些化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)，在兩個或者兩個以上的溫度條件下，得到相應(yīng)的速度數(shù)據(jù)，從而判斷出反映活化能。
3.6 絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定
絡(luò)合物是金屬離子與有機物形成的物質(zhì)，其在紫外可見區(qū)具有吸收特性，所以，采用紫外可見分光光度計方法，可以了解絡(luò)合物的組成，還可以對穩(wěn)定常數(shù)進行測定。
4 應(yīng)用領(lǐng)域
紫外可見分光光度計無論在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等科學(xué)研究領(lǐng)域，還是在化工、醫(yī)藥、環(huán)境檢測、冶金等現(xiàn)代生產(chǎn)與管理部門，紫外可見分光光度計都有廣泛而重要的應(yīng)用。
在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域方面，主要由以下幾類：
(1)大氣污染檢測
主要檢測氣態(tài)物質(zhì)臭氧。
(2)水體富營養(yǎng)化檢測
水中N.P含量超標(biāo)，主要N,P兩項檢測手段入手，(N主要包含：亞硝酸鹽，硝酸鹽氮，氨氮，有機氮等；P主要包含可溶性總磷酸鹽，正磷酸鹽磷，總磷等。)
(3)土壤污染源中的重金屬含量的檢測
在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，企業(yè)會排放各種帶有污染性的重金屬廢水廢料，再加之土壤自身就帶有一定的重金屬成分，在二者的作用下造成土壤質(zhì)量下降。因此采用紫外可見分光光度計可以標(biāo)記土壤中的重金屬含量，可以有效的修復(fù)土壤，減輕土壤的負擔(dān)。
(4)有機污染(COD)
在環(huán)保監(jiān)測中屬于比較嚴(yán)重的污染問題，特別是對于水體的污染，有機物成分復(fù)雜，加之種類繁多，很難實現(xiàn)理想的有機物定性和定量分析。在當(dāng)前的水體有機物檢測中多采用綜合指標(biāo)COD監(jiān)測，傳統(tǒng)的檢測方法主要是將過量的有機物進行回流處理，兩小時后對體系內(nèi)的剩余成分進行回滴檢測，這種檢測方式雖然能夠準(zhǔn)確檢測結(jié)果，但繁雜的檢測方法需要專業(yè)的檢測人員進行，且比較耗時；若是采用紫外分光光度計對水體COD進行檢測，不僅可以發(fā)揮理想的監(jiān)測效果，而且可以有效的克服傳統(tǒng)檢測耗時長的問題，除了能夠滿足綜合指標(biāo)測定的方法外，紫外分光光度計還存在對類別指標(biāo)的測定方法，例如對有機物中石油，苯胺，揮發(fā)酚等，利用紫外分光光度計進行測定，都能達到理想的檢測效果。
(5)水質(zhì)檢測
在水質(zhì)分析中，紫外可見分光光度計的應(yīng)用也很廣，目前能用直接法和間接法測定的金屬和非金屬元素就有70多種。
5 發(fā)展前景
紫外可見分光光度計雖然是一類有著很長歷史的分析類實驗室儀器，但每一次吸收了新的技術(shù)成果都使它煥發(fā)出新的活力。紫外可見分光光度計附件發(fā)展。紫外可見分光光度計多一種附件就多一種功能、多一種適應(yīng)性?？v觀當(dāng)今世界上的紫外可見分光光度計附件的發(fā)展，實在是令人眼花繚亂。這些附件大大方便了用戶，是廣大紫外可見分光光度計使用者所歡迎的，也是紫外可見分光光度計進展的重要內(nèi)容之一。
紫外可見分光光度計正在向小型化、便攜式等方向發(fā)展。由于環(huán)境監(jiān)測、野外現(xiàn)場分析測試、海洋深水中的分析測試等許多領(lǐng)域需要小型、便于攜帶、分析速度快的紫外可見分光光度計。因此，目前，已有好多制造商正在研究開發(fā)適合于各種不同使用對象的小型紫外可見分光光度計。
紫外可見分光光度計正在向多功能方向發(fā)展。一機多用也是廣大使用者關(guān)注的問題之一：紫外可見分光光度計的功能增多或一機多用，是目前紫外可見分光光度計發(fā)展的又一個動向。目前的紫外可見分光光度計具有多種功能，既可作常規(guī)紫外可見分光光度計使用，又可作水質(zhì)、生物酶分析的專用儀器使用，做到了一機多用。
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