1 基本原理

1.1 光的色彩

光是一種電磁波，其色彩由波長決定。可見光波長範圍約為380~780 nm，但不同的人所能感受的波長略有差異。其中紅光為 760~622 nm;橙光為 622~597 nm;黃光為597~577 nm; 綠光為 577~492 nm; 青光為 492~450 nm; 藍光為 450~435 nm; 紫光為435~380 nm。波長大於 780 nm的光為紅外光, 波長小於380nm的光為紫外光。

畫家都知道有三原色：紅
、黃、藍。但那是顏料的三原色。而光的三原色是紅、綠
、藍。用放大鏡仔細觀看電視機的屏幕，可以發現每一個色點其實都是由紅、綠

、lansangexiaosedianpinheerchengde。sangesediandebutongfaguangqiangdujiuzonghechengweimouzhongsecai。dangweiyidingdebiliguanxishi，rouyancongyuanchukanshijiuchenglebaise。pingshiwomensuojiandaodeguangse，doushiyiduanbochangfanweineideseguanghunheerchengdesecai。dangbochangfanweijiqixiazhaishi
，jiukeyirenweinayishuguangshidanseguang。

1.2光的吸收和物質的吸收光譜

光線通過物體，將發生吸收、散射、旋光等等物理現象。即使是高度透明的物體，其中沒有造成光散射的微粒、氣泡等，也會有一定程度的吸收。其吸收值與光通過物體的距離 (光程)成正比，也與所通過的物質的性質有關。

若ruo從cong白bai光guang中zhong去qu掉diao某mou一yi波bo長chang範fan圍wei的de色se光guang，剩sheng下xia的de色se光guang就jiu是shi其qi補bu色se光guang。例li如ru品pin紅hong色se光guang的de補bu色se光guang是shi綠lv色se光guang，黃huang色se光guang的de補bu色se光guang是shi藍lan紫zi色se光guang。當dang物wu質zhi從cong白bai光guang中zhong吸xi收shou了le某mou個ge波bo長chang範fan圍wei的de光guang之zhi後hou，其qi所suo反fan射she或huo透tou射she出chu來lai的de，就jiu是shi所suo剩sheng餘yu的de補bu色se光guang。

不(bu)同(tong)的(de)物(wu)質(zhi)
，對(dui)光(guang)的(de)不(bu)同(tong)波(bo)段(duan)有(you)選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)吸(xi)收(shou)。例(li)如(ru)，樹(shu)葉(ye)吸(xi)收(shou)了(le)紅(hong)光(guang)後(hou)
，反(fan)射(she)出(chu)紅(hong)光(guang)的(de)補(bu)色(se)光(guang)一(yi)綠(lv)光(guang)，於(yu)是(shi)我(wo)們(men)看(kan)見(jian)的(de)樹(shu)葉(ye)是(shi)綠(lv)色(se)的(de)。不(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)光(guang)被(bei)吸(xi)收(shou)的(de)值(zhi)
，是(shi)波(bo)長(chang)的(de)函(han)數(shu)，通(tong)常(chang)為(wei)一(yi)條(tiao)山(shan)脈(mai)狀(zhuang)的(de)曲(qu)線(xian)。吸(xi)收(shou)最(zui)大(da)處(chu)稱(cheng)為(wei)吸(xi)收(shou)峰(feng)。一(yi)條(tiao)吸(xi)收(shou)曲(qu)線(xian)上(shang)可(ke)有(you)一(yi)處(chu)或(huo)數(shu)處(chu)吸(xi)收(shou)峰(feng)。光(guang)通(tong)過(guo)物(wu)質(zhi)(通常是溶液中)時被選擇性吸收的函數

，即為該物質的吸收光譜，是眾多光譜中的一種。

利(li)用(yong)物(wu)質(zhi)對(dui)光(guang)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)吸(xi)收(shou)
，即(ji)其(qi)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)，可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)物(wu)質(zhi)的(de)定(ding)性(xing)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)。不(bu)過(guo)由(you)於(yu)現(xian)代(dai)儀(yi)器(qi)分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)的(de)突(tu)飛(fei)猛(meng)進(jin)，紫(zi)外(wai)可(ke)見(jian)光(guang)譜(pu)作(zuo)為(wei)定(ding)性(xing)分(fen)析(xi)已(yi)經(jing)不(bu)重(zhong)要(yao)了(le)，但(dan)作(zuo)為(wei)對(dui)已(yi)知(zhi)物(wu)的(de)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)，仍(reng)有(you)相(xiang)當(dang)的(de)價(jia)值(zhi)。紅(hong)外(wai)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)的(de)曲(qu)線(xian)複(fu)雜(za)得(de)多(duo)，因(yin)而(er)攜(xie)帶(dai)的(de)物(wu)質(zhi)結(jie)構(gou)的(de)信(xin)息(xi)量(liang)也(ye)大(da)得(de)多(duo)
，在(zai)天(tian)然(ran)有(you)機(ji)化(hua)合(he)物(wu)特(te)別(bie)是(shi)中(zhong)草(cao)藥(yao)有(you)效(xiao)成(cheng)分(fen)的(de)鑒(jian)別(bie)方(fang)麵(mian)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)與(yu)標(biao)準(zhun)品(pin)的(de)比(bi)對(dui)；在對未知的純物質的結構鑒定方麵，至今也仍有一定的意義。

當白光通過二氧化氯溶液時，其吸收峰在 360nm
，處於近紫外波段。據此我們不難預料到，二氧化氯溶液的顏色應該會是紫色的補色——黃(huang)色(se)。事(shi)實(shi)正(zheng)是(shi)如(ru)此(ci)。所(suo)以(yi)，如(ru)果(guo)不(bu)是(shi)黃(huang)色(se)的(de)溶(rong)液(ye)，我(wo)們(men)憑(ping)肉(rou)眼(yan)就(jiu)可(ke)以(yi)斷(duan)定(ding)那(na)不(bu)可(ke)能(neng)是(shi)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)溶(rong)液(ye)。所(suo)謂(wei)無(wu)色(se)的(de)或(huo)綠(lv)色(se)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)溶(rong)液(ye)都(dou)不(bu)是(shi)真(zhen)正(zheng)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)溶(rong)液(ye)。

1.3波長的選擇

利li用yong吸xi收shou光guang譜pu進jin行xing物wu質zhi的de定ding量liang分fen析xi
，顯xian然ran是shi要yao選xuan擇ze某mou一yi個ge狹xia小xiao的de波bo長chang範fan圍wei的de光guang束shu。用yong棱leng鏡jing或huo光guang柵zha可ke以yi將jiang白bai光guang中zhong各ge波bo長chang的de色se光guang分fen解jie開kai來lai，成cheng為wei一yi條tiao譜pu帶dai。將jiang一yi個ge狹xia縫feng對dui準zhun所suo需xu要yao的de波bo長chang，就jiu可ke以yi提ti取qu出chu所suo需xu要yao的de單dan色se光guang。這zhe就jiu是shi所suo謂wei分fen光guang。

通tong常chang

，我wo們men選xuan擇ze所suo測ce物wu質zhi的de最zui大da最zui清qing晰xi的de吸xi收shou峰feng，即ji特te征zheng峰feng的de波bo長chang。在zai特te征zheng峰feng處chu，吸xi光guang度du受shou物wu質zhi濃nong度du的de影ying響xiang最zui為wei敏min感gan
，測ce定ding最zui準zhun確que。例li如ru對dui於yu二氧化氯溶液而言，最好莫過於360 nm波長的單色光了。

但dan不bu幸xing的de是shi，在zai此ci波bo長chang處chu次ci氯lv酸suan根gen也ye有you明ming顯xian的de吸xi收shou
，亦yi即ji存cun在zai幹gan擾rao。排pai除chu幹gan擾rao可ke有you不bu同tong方fang法fa，但dan最zui簡jian單dan的de是shi將jiang所suo選xuan的de波bo長chang挪nuo動dong一yi下xia。研yan究jiu者zhe們men發fa現xian，在zai430nm處，氯酸根
、亞氯酸根、次氯酸根和氯氣都已不存在可察覺的幹擾。這個波長在二氧化氯xishouhanshuquxianshangdeweizhi，buzaifengding，erzaixieposhang。suiranbushitezhengfeng，xiguangduduinongdubushizuimingan
，danshijianbiaomingrengranzugoumingankeyong。ruozaiwanggengdabochangdefangxiangyidong
，zemingandujiangxiajiang

，buliyuceding；若往波長更短的方向移動，則有幹擾。

1.4郎伯比爾定律

利用溶液中物質對光的選擇性吸收進行物質的定量分析
，其理論基礎是吸收值與物質的濃度(在一定範圍內)成正比。當然，我們這樣說的時候，是將其它變量如光程、溫度等予以固定。按照郎伯——比爾定律(亦稱比爾——郎伯定律)：A= lg(1/T)=K×b×c式中，A為吸光度；T為透光度(或曰透射比，即出射光強度I與入射光強度I₀之比)，也就是光被吸收後衰減的程度
；K為摩爾吸光係數(與吸收物質的性質及入射光的波長λ有關)
；c為吸光物質的濃度，單位為物質的量濃度 mol/L
；b為吸收層厚度
，單位為 cm。

A= lg(1/T)=-log T,數學上是一個負對數的關係,此處不必深究。重要的是, A=K×b×c,光的吸收度與物質的濃度及光程成正比。光程就是比色皿中溶液的厚度，若我們將它固定為1cm，則光的吸收度就隻與物質的濃度呈正比了。

2.分光光度計

分光光度計根據其所操作的波段
，有可見與可見紫外之分，後者包括了可見光波段和紫外光波段。當使用紫外波段時
，比色皿應使用石英材料。430nm 尚屬可見光範圍，故二氧化氯溶液的含量測定用可見光的分光光度計即可。

分(fen)光(guang)光(guang)度(du)計(ji)的(de)型(xing)號(hao)很(hen)多(duo)，波(bo)長(chang)範(fan)圍(wei)有(you)的(de)包(bao)括(kuo)紫(zi)外(wai)，有(you)的(de)可(ke)以(yi)自(zi)動(dong)掃(sao)描(miao)
，還(hai)有(you)的(de)具(ju)有(you)雙(shuang)波(bo)長(chang)雙(shuang)光(guang)束(shu)功(gong)能(neng)，可(ke)根(gen)據(ju)自(zi)己(ji)的(de)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)選(xuan)用(yong)
，沒(mei)有(you)特(te)別(bie)的(de)要(yao)求(qiu)。本(ben)文(wen)不(bu)作(zuo)品(pin)牌(pai)和(he)型(xing)號(hao)的(de)推(tui)薦(jian)。對(dui)於(yu)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)溶(rong)液(ye)濃(nong)度(du)測(ce)定(ding)的(de)目(mu)的(de)，功(gong)能(neng)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)分(fen)光(guang)光(guang)度(du)計(ji)就(jiu)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)。

3 討論

適用於常量二氧化氯水溶液的濃度(含量)測定
，適用濃度為10~600 mg/L

，超(chao)出(chu)此(ci)濃(nong)度(du)範(fan)圍(wei)的(de)樣(yang)品(pin)不(bu)適(shi)用(yong)本(ben)法(fa)測(ce)定(ding)。該(gai)方(fang)法(fa)徹(che)底(di)擺(bai)脫(tuo)了(le)五(wu)步(bu)碘(dian)量(liang)法(fa)的(de)束(shu)縛(fu)。不(bu)是(shi)說(shuo)五(wu)步(bu)碘(dian)量(liang)法(fa)不(bu)正(zheng)確(que)

，而(er)是(shi)操(cao)作(zuo)不(bu)易(yi)
，不(bu)適(shi)合(he)基(ji)層(ceng)企(qi)業(ye)采(cai)用(yong)，而(er)且(qie)偏(pian)差(cha)大(da)，重(zhong)現(xian)性(xing)差(cha)。分(fen)光(guang)光(guang)度(du)法(fa)為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)的(de)快(kuai)速(su)
、準確測定提供了手段，值得在二氧化氯行業內大力推廣。