实测案例——液体中的吸收和浓度测量

目标：液体样品吸收和浓度的实时测量。

手段和方法：FR-Basic VIS/NIR光谱仪与FR-Film/Cuvette比色皿支架联用，可对标准石英比色皿中的液体吸光度或透光率进行精准实时监测。所有测量均在FR-Basic光谱仪调谐至3600-1000nm光谱范围内完成。实验对象为甲基橙水溶液。甲基橙是一种pH指示剂，在25℃水溶液中pKa值为3.47。该偶氮染料根据溶液pH值的不同存在两种互变异构形态：

实验结果：通过FR-Monitor软件记录的四种不同浓度甲基橙溶液吸收光谱如图所示（注：原文提及的图表未在此显示）。随着溶液中氢离子的得失，分子内离域电子的分布特性发生改变，导致吸收光的波长产生偏移并引发颜色变化。当甲基橙在去离子水中稀释时（此时红色与黄色形态浓度相等，溶液呈橙色），其初始发色团结构未受影响。在低于10^-3 M的测试浓度范围内，体系遵循比尔-朗伯定律，吸光度与摩尔浓度呈线性关系（A=εbC），因此可通过实验计算获得该化合物的摩尔吸光系数ε。根据Sigma-Aldrich标准，所有测量均在507nm特征波长下完成，实验结果与文献[1]数据高度吻合。

50mg/L≈0.15mM

40mg/L≈0.12 mM

20mg/L≈0.06 mM

10mg/L≈0.03 mM

甲基橙在25℃下507nm处的吸光度校准曲线

结论：

•  最大波长的测定。

• 通过具有高灵敏度和检测限（LOD）的比尔-朗伯定律测定浓度，LOD=1.5*10^-6米。

• 所描述的程序可靠、简单、方便，适用于大多数实验室，分析时间短。