tutm
第1楼2012/10/28
楼主的疑问其实就是我与祥子讨论过的界面反射问题造成的。原帖请看下面链接的4楼和6楼的计算。
http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20101117/2932956/
情况类同anping老师在另外一个帖子中的疑问。
http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20121013/4301115/
我算了一下,这个透射率高于100%的情况是正常的,那个测试报告还是可信的。
我与祥子讨论中的分析这里就不在赘述,楼主可以看上面链接的原帖,以下就直接计算。
每个界面的反射率:R=(n1-n2)平方/(n1+n2)平方
计算界面反射的有关数据查得:玻璃折射率1.51,蒸馏水折射率1.333,乙二醇折射率1.46
可以计算得到每个玻璃-水界面反射率为:0.957%,换算为实际透射率约为99.04%;那么光通过比色皿内壁的两个玻璃-水界面后的透射率约为98.09%。
而每个玻璃-乙二醇的界面反射率为0.0283%,换算为透射率为99.97%;通过两个界面后的透射率约99.94%。
这个计算中,因两次测试时比色皿外壁的玻璃-空气界面都是不变的,条件相同,因此不用计算了;同时忽略了水和溶剂的吸收。
如此,用蒸馏水调100%以后,再测乙二醇,理论上透射率可以达到(99.94/98.09)*100%,
算得的结果约为 101.9%(理论值)。
这说明测乙二醇时,透射率可能在理论上高达101.9%,因此报告中最高的数值101.4% 就不奇怪了。
tutm
第3楼2012/10/28
“这个透射率和波长、比色皿和仪器有关系吗?我测过n个样品,确实有少量样品在350nm超过100,也顶多100点几,其它很多报告在350nm写作100,可能也是超过100。”
应该与波长和仪器无关,与比色皿的折射率有关,比如不同石英材料的折射率可能会不同。
“但我没见过275nm超过100的,到98以上就很好了,而特别好的样品,如催化剂活性最好时新鲜测定才有可能220nm接近90的,不做充氮保护,放置两三天,降得很快的。一般85左右,降到75左右然后就不怎么降了。”
我估计275和220nm处,吸收该处光波(紫外光)的杂质种类众多,且吸光度也大,可能就不容易超过100%了。
“这些很好的样品的其它指标(如醛含量、纯度、加酸变色)都会比这个样品好,怎么可能紫外不如这个样品呢?”
我没做过这个样品的分析测试,不太好说了。
tutm
第6楼2012/10/28
呵,你说的对,折射率与波长有关,上面我写的不太对啊。找到一张图说明了某些材料折射率与波长的关系,如下图。但是上面帖子中所写的基本原理应该没错,比色皿中介质的折射率变化肯定会影响测试结果的。这可能也是分光光度法主要是用来测稀溶液的原因之一。
tutm
第7楼2012/10/28
我认为折射率就是这么影响不同溶液测试结果的。对于普通分析来说,参比和样品溶液是稀溶液,他们的折射率不会有明显差异,因此这一影响不会明显地显示出来。
但是,你的测试,或空气与蒸馏水的测试,因为两种介质的折射率会有明显差异,这种微小的透射率结果差异就能检测出来了。至于不同波长的影响,这需要查阅相关资料数据才能验证,但是产生这种情况的原理我想是不变的。
楼主这个问题也许做细点可以写篇有质量的论文了,应该是具有普遍意义和实用价值的,呵呵。
tutm
第8楼2012/10/28
1. “这个折射率是指所有波长的折射率吗?”
上面3楼我写的不准确。折射率会随波长而变,界面反射程度也会变。至于如何变则要看材料的具体数据了。
2. “计算的结果和比色皿厚度有关吗?”
如果使用同一个比色皿测参比和样品,那应该无关。
3. “这个影响跟仪器类型有关吗?”
我想这与仪器类型无关,因为这只是溶液和比色皿界面造成的;除非是仪器波长不准,还有也许带宽不一样也会有点影响,不过我想带宽影响是非常小的。
wanttofly
第9楼2012/10/28
由于乙二醇紫外透光率是决定产品等级的一个重要参数,而且这个标准也使用多年,虽然没有紫外波长下的折射率的数据,但我认为应该不会影响那么大,否则会有很多争议无法判断。
按照标准,其它都是一样的,唯一可能不同的是比色皿的折光率,如果这个是导致多个第三方实验室的数据的不同的话(可导致合格和不合格无法判断),这个标准也就没有实际使用的意义了。
文中的产品紫外透光率从性质上来说也不可能那么高,如果它是采用了一种特殊比色皿得到了如此高的数据,那么对采用普通比色皿的用户是不是太不公平了?
所以我觉得差异还是在波长准确性、参比水的性质、操作手法等可以统一的因素。
tutm
第10楼2012/10/28
你可能从产品检测角度考虑更多一些。我的想法主要是从原理上说明在严格的实验条件下,这种透射率超过100%情况的原因。
检测的标准方法只是一种操作方法的参考,是忽略不少原理上边缘情况的,象这种接近100%透射率的测试,各项条件都需要一致,实验室之间的差异总会有的。但是在同一实验室内也会有这样的现象,你可以用同一台仪器、同一个比色皿,以空气为参比调零,然后测蒸馏水试试,看看蒸馏水透射率是不是高于空气。有人测到过透射率超过105%的,具体哪个帖子里的记不清了,但我计算下来这在原理上是完全可能的。