红外光谱单一组分样品的定量分析方法主要基于朗伯-比尔定律(Lambert-BeerLaw),通过吸光度与浓度的线性关系实现定量。以下是三种常用方法及其核心要点:
朗伯-比尔定律(Lambert-Beerlaw),其公式如下:
A=kLc=-lg(T)=-lg(I/I0)
一、直接计算法
适用条件:
样品特征吸收峰孤立(无溶剂或杂质干扰)
浓度与吸光度呈严格线性关系
步骤:
测定摩尔吸光系数(k):通过标准样品确定特定波长下的k值。
计算浓度:利用公式c=A/K*L,其中A为吸光度,L为光程(吸收池厚度)。特点:简单快速,但需已知k值且对实验条件敏感(如光程误差影响大)
二、工作曲线法(标准曲线法)
适用条件:
特征峰存在基线干扰或轻微重叠
浓度与吸光度非严格线性
步骤:
制备标准样品:配制一系列已知浓度的标准溶液。
基线校正:采用峰面积积分或切线法消除基线影响。
绘制曲线:以吸光度为纵坐标、浓度为横坐标建立线性回归方程。
样品测:将未知样品的吸光度代入曲线计算浓度。
特点:
灵活性强,适用于复杂基线或非理想线性关系,需同一吸收池保证光程一致。
三、内标法
适用条件:
光程难以精确控制(如压片法、液膜法)
需消除样品制备误差
步骤:
选择内标物:与样品分析峰无重叠的稳定化合物(如K₃[Fe(CN)₆])。
标定比例常数(K):混合已知量的样品与内标物,通过公式k=kb/kx=(Ab/Ax)•(cx/cb)计算。
测定未知样品:混合样品与内标物,利用k=kb/kx=(Ab/Ax)•(cx/cb)计算浓度。
特点:
抵消光程波动误差,提高准确性,但需优化内标物选择。
四、方法选择与注意事项
1.方法对比:
直接法:快速但要求严格线性;
工作曲线法:通用性强,适合复杂样品;
内标法:解决光程不确定性问题。
2.关键参数:
吸光度测量需避开溶剂吸收区(如选择特征峰肩部)。
固体样品需控制压片压力和KBr纯度,液体样品避免水分干扰。
3.应用实例:
食品中反式脂肪酸、生物柴油含量测定等均采用上述方法。
通过合理选择方法并控制实验条件,红外光谱可实现单一组分的高效定量分析。