一、比尔一朗伯(Beer—Lambert)定律

Beer一Lambert定律是吸收光谱法的基本定律，是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度和厚度问关系的定律。Beer定律说明吸收与浓度的关系，Lambert定律说明吸收与厚度间的关系。

当一束单色光通过一个含有吸光物质的物体(如溶液)，由于吸收了一部分光能，光的强度就要降低，溶液的浓度越大，液层的厚度越大，吸收的光能就越多，光的强度减弱也就越显著，其间的关系是：

It/I0=10-KLc(17-2)

式中，Io为人射光强度；It为透射光强度；c为溶液浓度；L为液层厚度；K为比例常数，称为吸收系数(absorbancecoefficient)。

It／Io称透光率(Transmittance)，以丁表示，即透射光强度与入射光强度之比，其数值小于1，常以％T(％T=100It／I0)表示，称百分透光率，表示入射光透过的百分率。

为了方便起见，经常用透光率的负对数(一lgT)来表示溶液吸收光的程度，称之为吸光度(absorbance，A)，过去称消光度(extinction，E)或光密度(opticaldensity，OD)。

A=一lgT=KCL (17—3)

式17—3说明单色光通过吸光介质后，吸收度与溶液浓度C及液层厚度成正比。式17—2、式17—3为Lamber—Beer定律的不同表达形式，这一定律又称Bouger—Beer定律。如液层厚度固定不变时，往往简称为Beer定律。

在多组分体系中，如果各组分吸光物质之间没有相互作用，体系的总吸光度等于各组分吸光度之和，即各物质在同一波长下，吸光度具有加和性，

A=Aa+Ab=KaCaL+KbCbL(17—4)

含更多组分的溶液，其吸光度亦为溶液中各组分吸光度之和，利用此性质可进行多组分的测定。

二、吸收系数

吸收系数又称吸光系数，其物理意义是吸光物质在单位浓度及单位厚度时的吸光度。在一定条件下(单色光波长、溶剂、温度等)，吸收系数是物质的特性常数，不同物质对同一波长的单色光，可有不同的吸收系数，可作为定性的依据。厚度一定条件下，吸光度与浓度成线性关系，吸收系数是斜率，是定量的依据，其值愈大，灵敏度愈高。

吸收系数常用两种表示方式：

(1)摩尔吸收系数，用s表示，其意义是1摩尔浓度的溶液．厚度为1cm时的吸光度。

(2)百分吸收系数或称比吸收系数，用E：：表示，是指浓度为1％(僻_／y)的溶液，厚度1cm时的吸光度。

吸收系数两种表示方式之间的关系是：

ε=(M/10)E (17—5）

其中埘是吸光物质的分子量。摩尔吸收系数多用于研究分子结构，百分吸收系数多用于测定含量。

摩尔吸收数一般不超过105数量级。通常将ε值达104的划为强吸收，小于102的划为弱吸收，介于两者之间的称为中强吸收。吸收系数不能直接测得，需用准确浓度的稀溶液测得吸光度换算而得到。

例如，氯霉素(M=323．15)的水溶液在278nm有最大吸收。设用纯品配制l00ml含2．OOmg的溶液，以1．OOem厚的吸收池在278nm处测得透光率为24．3％，按前述各式可分别求得吸光度，4：0．614，吸收系数P=9920，E：羔=307。

三、吸光度的测量

1．溶剂与容器

测量溶液吸光度的溶剂与吸收池应在所用的波长范围内有较好的透光性，即不吸收光或吸收很弱。玻璃不能透过紫外光，所以在紫外区测定只能用石英池。许多溶剂本身在紫外光区有吸收峰，只能在它吸收较弱的波段使用。表17一l列出部分溶剂适用范围的最短波长。低于这些波长就不宜采用。

2．空白对比

测量吸光度，实际上是测量透光率。但在测量光强减弱时，不只是由于被测物质的吸收所致，还有溶剂和容器的吸收，光的散射和界面反射等因素，都可使透射光减弱。为了排除这些干扰因素，须用空白对比法。空白是指与试样完全相同的容器和溶液，只是不含被测物质。采用光学性质相同，厚度相同的吸收池装入空白液作参比，调节仪器。使透过参比吸收池的吸光度为零，A=O，或透光率r=100％，然后将装有测量溶液的吸收池移入光路中测量，得到被测物质的吸光度。

四、影响比耳定律的因素

定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比耳定律，浓度c与吸光度A之间的关系应该是一条通过原点的直线。实际工作中，特别当溶液浓度较高时，会出现标准曲线弯曲现象，称为偏离比耳定律，若在弯曲部分进行定量，就将引起较大的测定误差。

实际上在推导比耳一朗伯定律时包含了这样两个假设：①入射光是单色光。②溶液是吸光物质的稀溶液。因此导致偏离比耳定律的主要原因就表现在光学和化学二个方面。

(1)光学因素比耳定律只适用于单色光，但一般的单色器所提供的入射光并不是纯单色光，而是波长范围较窄的光带，实际上仍是复合光。由于物质对不同波长光的吸收程度不同，因而就产生偏离Beer定律。

因此，测定时应选用较纯的单色光，同时选择吸光物质的最大波长的光作测定波长，因为吸收曲线此处较平坦，对比耳定律的偏离就较小，而且吸收系数大，测定有较高的灵敏度，如图17—9所示。若用谱带b的复合光测量，其光强E值变化较大，因而会出现明显的偏离。

(2)化学因素比耳一朗伯定律假设溶液中吸光粒子是独立的，即彼此之间无相互作用。然而实际表明，这种情况只有在稀溶液才成立。高浓度时，溶液中粒子间距离减少，相互之间的作用不能忽略不计，这将使粒子的吸光能力发生改变，引起对比耳定律的偏离。浓度越大，对比耳定律的偏离越大。所以一般认为比耳定律仅适用于稀溶液。

另一方面，吸光物质可因浓度改变而有解离、缔合、溶剂化及络合物组成改变等现象，使吸光物质发生存在形式的改变，因而影响物质对光的吸收能力，导致比耳定律的偏离。

为了防止这类偏离，必须根据物质对光吸收性质、溶液中化学平衡的知识，严格控制显色反应条件，使被测物质定量地保持在吸光能力相同的形式，以获得较好的分析结果。