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小小比色皿,她的学问可大了,这些你都知道不?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-04-12  来源:食品实验室服务公众号  浏览次数:11
核心提示:实验中该选择什么样的比色皿?玻璃比色皿和石英比色皿如果弄混了,该如何区分和鉴别?什么样的色皿才可以配对?使用的过程中如何正确拿取?使用后又该如何清洗......一文让你秒懂!
 

实验中该选择什么样的比色皿?玻璃比色皿和石英比色皿如果弄混了,该如何区分和鉴别?什么样的色皿才可以配对?使用的过程中如何正确拿取?使用后又该如何清洗......一文让你秒懂!


 

比色皿的分类

 

按使用的波长范围可分为三大系列,即,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:红外比色皿)。也就是说,在紫外光区用石英比色皿,在可见光区既可以用石英比色皿又可以用玻璃比色皿,可见光区一般用玻璃比色皿。

比色皿物理特性:

1.机械强度大,适应温度变化强,粘结部非常牢固,耐压可耐数个大气压。

2.极为精密的光学加工工艺,透光面的光学性能非常优秀,成组误差≤0.3%。  

3.选用优质石英玻璃和光学玻璃,确保无气泡,无条纹,石英比色皿在波长200nm处大于80%,玻璃比色皿在波长340nm处大于80%。 

 

玻璃比色皿vs石英比色皿

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。


一、比色皿的鉴别
1、直观法

通过视觉、听觉的不同感官方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。

[注]: 

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精湛,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。

2、机试法

使用紫外可见分光光度计来鉴别玻璃、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。


二、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。


三、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,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。

四、比色皿的使用注意事项

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,用力不可过大。

2.不得将光学面与硬物或脏物接触。盛装溶液时,高度为比色皿的2/3处即可,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顺着同一方向擦拭。

3.凡含有腐蚀玻璃的物质的溶液,不得长期盛放在比色皿中。

4.比色皿在使用后,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。

5.不能将比色皿放在火焰或电炉上进行加热或干燥箱内烘烤;

6.在测量时如对比色皿有怀疑,可自行检测。可将波长选择在实际使用的波长上,将一套比色皿都注入蒸馏水,将其中一只的透射比调至95%(数显仪器调置100%)处,测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。

7、比色皿换向后误差可达4%一7%左右。所以在精确测量时;定要看准比色皿箭头标志。如无标志,可作配套检定后按方向在毛玻璃上端作上箭头一致的标记。以避免操作时搞反。

8、比色皿使用时请勿碰撞。


五、比色皿的清洗


比色皿必须保持清洁和无伤痕,玻璃和石英比色皿通常可用冷酸或酒精、乙醚、丙酮、正己烷等有机溶剂清洗。

比色皿清洗液:浓盐酸:甲醇:水=1:4:3

如果比色皿被有机物污染,宜用盐酸—乙醇(1:2)混合液浸洗,也可用相应的有机溶剂如醇醚混合物浸泡洗涤。如:油脂污染可用石油醚浸洗,铬天青显色剂污染可用硝酸(1:2)浸洗等。比色皿不可用碱液洗涤,也不能用硬布、毛刷刷洗。

铬酸洗液效果不错,但浸泡时间不宜过长,否则会腐蚀掉比色皿的粘接剂使其散架。另外因为它会在比色皿壁上吸附而出现一层铬化物的薄膜,这种薄膜很难去除,铬酸清洗后的比色皿在紫外区间基本不透光,导致不能使用。

稀释的酸浸泡,效果不错,但酸浓度不能太高。

 

也可用冷的或温热的(40~50℃)阴离子表面活性剂的碳酸钠溶液(2%)浸泡,可加热10分钟左右。对于有色物质的污染可用HCL(3mol/L)-乙醇(1+1)溶液洗涤。

有色物质污染的比色皿用盐酸:乙醇(1:2)浸泡一段时间,颜色就去掉了。

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。

可参考的经验是:要是你测定溶液是酸,如果不干净,就用弱碱溶液洗,要是你测定溶液是碱,如果不干净,就用弱酸溶液洗,要是你测定溶液是有机物质,如果不干净,就用有机溶剂,比如酒精等溶液洗。

 

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。

比色皿按下面步骤进行清洗:

1.比色皿用完后应当先用适当溶剂冲洗,注意里外都要洗到.如果溶剂无毒的话,可以装入一半溶剂后,用手指按住比色皿的两端,用力摇晃,次数应当是不少于三次.

2.然后用大量的自来水冲洗,这一步对水溶液和盐溶液非常重要.当然如果所用溶剂不亲水这步可以放弃.

3.最后再用去离子水清洗,注意里外都要洗到.如果溶剂不亲水的这一步也可放弃.

4.洗完后不要刻意的将比色皿擦干,虚放在比色皿盒内,不用盖上让其自然挥干.

注:

清洗最好在用后立即进行,否则样品干后就更难处理;

洗好的比色皿应当是透明,没有水迹的;

经常使用的比色皿可以在洗净后浸泡在纯水或分析纯乙醇里中保存。

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) 用乙醚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。

最后,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。

 

六、比色皿配对与误差测定的说明

比色皿配对比较麻烦,一般在分光光度法测定时采用比色皿误差测定后进行样品的测定。

1、比色皿配对

样品溶液先配成吸收度在0.6~0.8之间的浓度测定,然后用同批溶剂将溶液稀释一倍,再测吸收度。


从供试品溶液的配制起,平行操作两次,并注明测定时的温度。


同一台仪器测定所得二份结果间的偏差应不超过l%。当结果符合要求后,对各台仪器测得的平均值进行统计,若相对标准偏差不超过1.5%,则以测得的平均值为相应药物的吸收系数。


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。

 

2、误差测定与样品测定

2.1、任意取用2只清洁比色皿。
2.2、2只比色皿中加入相同的空白溶液。
2.3、以其中的任何一只比色皿为空白皿,调节仪器的吸收度为0;
2.4、测定另一只比色皿的吸收度,测得值为A0。用此比色皿测定样品,仪器的显示值为A,则样品的真实测得值A样=A-A0。

 

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