红外光谱定量分析,相对于紫外-可见光谱,其应用范围是有限的。色散型的似器单次量噪声大、分辨低、杂散光的影响、尖峰测量上的困难、仪器的非线性(包括化学非线性,谱带强度范围的非线性和干扰造成的非线性)等原因造成测量误差较大,FTR仪器的使用及采用计算机处理数据等措施,使以上困难得以克服。化学计量学中多组分同时定量分计方法的发展,为复杂混合物的定量分析提供了有力的工具,并在速度和准确度方面均得到很大提高,其应用领域也在不断扩大。
一、红外光谱定量分析原理
进行定量分析的基础是吸收定律:
必须注意,透光率T和浓度c没有正比关系,当用T记录的光谱进行定量时,必须将T转换为吸光度A后进行计算。
测量谱带吸光度的方法常用的是基线法,所谓基线法就是用基线来表示该分析物不存在时的背景吸收,并用它来代替记录纸上的100%(透光率)坐标。具体做法是:在吸收峰两侧选透光率高处a与b两点作基点,过这两点的切线称为基线,通过峰顶c作横坐标的垂线,和0线交点为e,和切线交点为d(见图1),则:
图1 基线法
基线还有其他几种画法(见图2),但每当确定一种画法后,在以后的测量中就不应改变。
图2 不同形状吸收峰的基线画法
用基线法测定吸光度受仪器操作条件的影响,因此从一种型号仪器获得的数据,如摩尔吸光系数往往不能运用到另外一种型号的仪器上,另外,它不能反映出宽的和窄的谱带之间的吸收差。更的测定可采用积分吸光度法,即吸光度为线性波数条件下所记录的吸收曲线所包含的面积。这个方法是测量由某一振动模式所引起全部吸牧能量,它具有理论意义,而且给出更准确的测量数据。峰面积的测量可以通过数学的、机械的或电子积分技术完成,在FTIR仪上只要给出积分范围参数,即可算出其面积。
吸光度的可能误差,见表。
表1 吸光度的可能误差
误差类型 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
I0的测量 | 0.43 | 0.62 | 0.83 | 1.09 | 1.44 | 1.96 | 2.80 | 4.48 | 9.46 |
I的测量 | 0.43 | 0.62 | 0.83 | 1.09 | 1.44 | 1.96 | 2.80 | 4.48 | 9.46 |
杂散光 | 4.14 | 2.56 | 1.98 | 1.67 | 1.47 | 1.33 | 1.22 | 1.13 | 1.07 |
吸收池不匹配 | 0.43 | 0.62 | 0.83 | 1.09 | 1.44 | 1.96 | 2.80 | 4.48 | 9.46 |
共线性 | 1.56 | 1.99 | 2.33 | 2.62 | 2.88 | 3.14 | 3.36 | 3.58 | 3.80 |
大总误差 | 6.99 | 6.41 | 6.80 | 7.56 | 8.67 | 10.4 | 13.0 | 18.2 | 38.3 |