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      實驗誤差原因到底出在何處?不妨看看比色皿

      放大字體  縮小字體 發布日期:2020-01-14  瀏覽次數:568
      核心提示:一直以來都認為比色皿洗滌不干凈會造成很大實驗誤差,最近才發現原來比色皿選擇不當也能造成不可預測的誤差。比色皿常識 比色皿(
       一直以來都認為比色皿洗滌不干凈會造成很大實驗誤差,最近才發現原來比色皿選擇不當也能造成不可預測的誤差。

       

      比色皿常識    

       

      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,如分光光度計,血線蛋白分析儀,粒度分析儀等。比色皿是分光光度計的重要配件,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。

       

      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。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。比色皿按照使用的波長范圍分為可見光系列(稱玻璃比色皿),紫外可見光系列(稱石英比色皿),紅外光系列(稱紅外石英比色皿)。

       

      紫外光度實驗中的比色皿通常使用玻璃比色皿和石英比色皿,玻璃比色皿是用光學玻璃制成的比色皿,只能用于可見光區,適用于330-1000nm 波長范圍,石英比色皿是用熔融石英( 氧化硅) 制成的比色皿,既適用于紫外光區,也可用于可見光區,適用于200-400nm波長范圍。

       

      利用石英和玻璃比色皿在紫外光區和可見光區有無吸收的差異,在紫外光區時,由于玻璃比色皿強烈吸收紫外光,對實驗數據和結果有影響,石英比色皿不吸收紫外光,不會影響數據,因此在紫外光區不使用玻璃比色皿而使用石英比色皿。而在可見光區,玻璃的影響非常小,可忽略,和石英比色皿一樣均可以使用,但考慮到節約經濟的因素,由于玻璃比色皿的價格遠遠低于石英比色皿,通常選擇可見光區使用玻璃比色皿,紫外光區使用石英比色皿。


       

      比色皿的鑒別    

       

      比色皿透光面是由能夠透過所使用的波長范圍的光的材料制成。在200-350nm工作的比色皿適用于紫外區,必須使用石英或熔熔硅石制成透光面的石英比色皿。石英比色皿既可用于紫外區又可用于可見區,但是價格一般比較貴哦,所以要根據使用波長選擇比色皿,如果不用紫外區的話,用普通玻璃比色皿就行了,一則浪費沒必要,二則,嘿嘿,摔碎了也不心疼,哈哈。而普通硅酸鹽光學玻璃制成的透光面的比色皿,只能用于350nm至1000nm的可見區。(好象還能到2000nm,不過在這里不做討論了)。

       

      1、直觀法

       

      通過視覺、聽覺的不同感官方法觀察和比較比色皿的外觀及澄清程度來進行辨別。

       

      (1) 比色皿上通常會有字母標識,玻璃比色皿口沿處有“G”( Glass 玻璃) ,而石英比色皿口沿處有“Q”( Quartz 石英) 或者“QS /S”( Quartz Glass 石英玻璃) 。

       

      (2) 如果沒有字母標識或者標識已磨損,可以在口沿處由上往下看,如果棱面發綠就是玻璃的,透明或發白就是石英的。更確切地說,普通玻璃的斷口是淺綠的,硼酸玻璃的斷口是泛白的,而石英的斷面是透明的。

       

      (3) 可以聽聲辨別,石英敲擊的聲音比較清脆,玻璃器皿敲擊時發出的聲音發悶。

       

      (4) 石英比玻璃的硬度大,如果把兩個比色皿對磨,石英比色皿磨損微小,而玻璃比色皿磨損比較大。

       

      (5) 可用白熾燈照射,透光度高的是玻璃比色皿,而石英比色皿里面應當稍渾濁。

       

      [注]: 以上都是快速簡單的鑒別方法,除非是光學專業人士,否則極易由于個人差異產生誤差,一般情況只能作為權宜之法。并且現在的制備工藝精湛,無論是玻璃比色皿還是石英比色皿外觀都是澄清透明,厚度、質量差別不大,因此僅通過這些感官的直觀鑒別方法在是不可取的。

       

      2、機試法

       

      使用紫外可見分光光度計來鑒別玻璃、石英比色皿和配對比色皿。

       

      現行國家檢定規程規定石英比色皿在250nm下吸光度應小于0.07abs,若吸光度大于0.07abs 則為玻璃比色皿。

       

      比色皿內不放置任何樣品,以空氣為介質,波長設置250nm,調零。將比色皿放置在樣品道,吸光值小于0.07abs的是石英的,反之是玻璃的。


       

      比色皿的使用    

       

       

      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采用熔融一體、玻璃粉高溫燒結和膠粘合而成。所以使用時應注意以下幾點:

       

      (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,用力不可過大。同時注意輕拿輕放,防止破損。

       

      (2) 比色皿中不應長期盛放含有腐蝕玻璃物質的溶液。

       

      (3) 比色皿高溫后易爆裂,因此不應放在火焰或電爐上加熱或干燥箱內烘烤。

       

      (4) 當比色皿里面被污染,應用無水乙醇清洗,并晾干或及時擦拭干凈。

       

      (5) 比色皿的透光面不應與硬物或臟物接觸。比色皿使用時請勿碰撞。

       

      (6)盛裝溶液時,高度應為比色皿的2/3 處,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順著同一方向擦拭。

       

      (7)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。

       

      (8)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

       

      (9)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,然后用水沖洗干凈。

       

      (10)在測量時如對比色皿有懷疑,可自行檢測?蓪⒉ㄩL選擇在實際使用的波長上,將一套比色皿都注入蒸餾水,將其中一只的透射比調至95%(數顯儀器調置100%)處,測量其它各只的透射比,凡透射比之差不大于0.5%即可配套使用。


       

      前人用過的經驗    

       

       

      1 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。

       

      2 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。

       

      3 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。


       

      比色皿管理維護    

       

       

      (1) 按照實驗中所使用的波長來選擇相應的比色皿( 玻璃或者石英) ,紫外光區用石英比色皿,而可見光區既可以使用玻璃比色皿,又可以使用石英比色皿?紤]到價格問題,可見光區選用玻璃比色皿。盡量做到專人專用或者專組專用,用完清理后就交回。這樣不易搞混不同的比色皿,也不影響比色皿間的配對。

       

      (2) 盡量做到每個實驗每臺紫外分光光度計有專用的配套比色皿,不相互混用。如有交叉使用,可記錄在冊,下次恢復正常。

       

      (3) 用完即清洗,清洗后在通風陰涼處干燥,等徹底干燥后放入相應裝具中。放置時,裝具保持清潔干燥,比色皿應秉承“光面朝上,毛面在兩側”的原則,這樣便于抓取兩毛面拿出使用,不易弄污光面。


       

      關于比色皿配對與誤差測定的說明     

       

       

      比色皿配對比較麻煩,一般在分光光度法測定時采用比色皿誤差測定后進行樣品的測定。

       

      1、比色皿配對

       

      樣品溶液先配成吸收度在0.6-0.8之間的濃度測定,然后用同批溶劑將溶液稀釋一倍,再測吸收度。

       

      從供試品溶液的配制起,平行操作兩次,并注明測定時的溫度。

       

      同一臺儀器測定所得二份結果間的偏差應不超過l%。當結果符合要求后,對各臺儀器測得的平均值進行統計,若相對標準偏差不超過1.5%,則以測得的平均值為相應藥物的吸收系數。

       

      現行的國家檢定規程中規定配對的兩只比色皿間差值不得超過±0.5%。因為在可見光區,玻璃比色皿和石英比色皿都可以使用,所以可利用每對比色皿間的透光率直接進行比較。

       

      使用4對比色皿,在波長500nm下,以空氣和純水為介質,使用透光率T 進行測量,將每組比色皿中的一只透射率調為100%,測量另外一只透光率,凡透射率之差不大于5% ( △T=0.005=0.5%) ,即可配對使用。

       

      2、比色皿誤差測定與樣品測定

       

      1)任意取用2只清潔比色皿。

      2)2只比色皿中加入相同的空白溶液。

      3)以其中的任何一只比色皿為空白皿,調節儀器的吸收度為0;

      4)測定另一只比色皿的吸收度,測得值為A0。用此比色皿測定樣品,儀器的顯示值為A,則樣品的真實測得值A樣=A-A0

       

      談到實驗中的紫外分光光度法,大家更多關注的是紫外分光光度計的儀器性能等等,而往往忽略了比色皿,但是您知道嗎,小小的比色皿其實也有很多講究,而且對實驗結果的影響也很明顯。

       

       

      比色皿的洗滌

       

       

      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,比色皿必須保持清潔和無傷痕,  選擇正確的洗凈方法:玻璃和石英比色皿通?捎美渌峄蚓凭、乙醚、丙酮、正己烷等有機溶劑清洗。

       

      應按照測定的各種試劑,采用溶解中和的方法進行清洗,原則上是: 一不能損壞比色皿的結構和透光性能; 二能夠采用中和溶解的方法來達到比色皿干凈如初的效果。而分光光度計中比色皿潔凈與否,則是影響測定準確度的因素之一。


       

      比色皿清洗液    

       

      濃鹽酸:甲醇:水=1:4:3

      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如醇醚混合物浸泡洗滌。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。

      鉻酸洗液效果不錯,但浸泡時間不宜過長,否則會腐蝕掉比色皿的粘接劑使其散架。另外因為它會在比色皿壁上吸附而出現一層鉻化物的薄膜,這種薄膜很難去除,鉻酸清洗后的比色皿在紫外區間基本不透光,導致不能使用。

      稀釋的酸浸泡,效果不錯,但酸濃度不能太高。

      也可用冷的或溫熱的(40~50℃)陰離子表面活性劑的碳酸鈉溶液(2%)浸泡,可加熱10分鐘左右。對于有色物質的污染可用HCL(3mol/L)-乙醇(1+1)溶液洗滌。

      有色物質污染的比色皿用鹽酸:乙醇(1:2)浸泡一段時間,顏色就去掉了。


       

      清洗步驟   

       

      1.比色皿用完后應當先用適當溶劑沖洗,注意里外都要洗到。如果溶劑無毒的話,可以裝入一半溶劑后,用手指按住比色皿的兩端,用力搖晃,次數應當是不少于三次。

      2.然后用大量的自來水沖洗,這一步對水溶液和鹽溶液非常重要。當然如果所用溶劑不親水這步可以放棄。

      3.最后再用去離子水清洗,注意里外都要洗到,如果溶劑不親水的這一步也可放棄。

      4.洗完后不要刻意的將比色皿擦干,虛放在比色皿盒內,不用蓋上讓其自然揮干。

       

      注意

      清洗最好在用后立即進行,否則樣品干后就更難處理;

      洗好的比色皿應當是透明,沒有水跡的;

      經常使用的比色皿可以在洗凈后浸泡在純水或分析純乙醇里中保存。

      當測定溶液是無機鹽溶液,石英比色皿的一般清潔方法如下:

       

      (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分鐘之內) ,再用清水清洗干凈。注意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) 不能用洗潔精之類的清潔劑。以免影響測量。

      (4) 比色皿不可用堿液洗滌,也不能用硬布、毛刷刷洗。

       

      而當遇到測定各種酸、堿、有機溶液時,如若測定溶液是酸,如果不干凈,可用弱堿溶液洗,若是測定溶液是堿,如果不干凈,可用弱酸溶液洗,要是測定溶液是有機物質,如果不干凈,可用有機溶劑,比如無水乙醇等溶液洗。

       

      值得注意的是,分析實驗常用的鉻酸洗液( 洗液) 不宜用于比色皿洗滌,這是因為帶水的比色皿在該洗液中可能會產生熱量,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可能殘存微量鉻(鉻在紫外區有吸收) ,因此會影響實驗的測定。一般主張使用硝酸和過氧化氫( 5:1) 的混合溶液泡洗,然后用清水沖洗干凈。

       

      最后,對一般方法難以洗凈的比色皿,還可以采取以下兩種方法:

       

      (1) 先將比色皿浸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,于過氧化氫和硝酸( 5:1) 混合溶液中再浸泡半小時。

      (2) 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。


      編輯:songjiajie2010

       
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