紅外光譜儀定量分析是借助于對(duì)比吸收峰強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行的，只要混合物中的各組分能有一個(gè)特征的，不受其他組分干擾的吸收峰存在即可。原則上液體、固體和氣體樣品都可應(yīng)用紅外光譜儀作定量分析。

紅外光譜儀定量分析原理

　　紅外光譜儀定量分析的原理是基于朗伯-比爾定律。該定律可寫(xiě)成：A=abc。

　　其中A為吸光度，也可稱光密度，它沒(méi)有單位。系數(shù)a稱作吸收系數(shù)，也稱作消光系數(shù)，是物質(zhì)在單位濃度和單位厚度下的吸光度，不同物質(zhì)有不同的吸收系數(shù)a值。且同一物質(zhì)的不同譜帶其a值也不相同，即a值是與被測(cè)物質(zhì)及所選波數(shù)相關(guān)的一個(gè)系數(shù)。因此在測(cè)定或描述吸收系數(shù)時(shí)，一定要注意它的波數(shù)位置。

　　當(dāng)濃度c選用mol·L-1為單位，槽厚b以cm為單位時(shí)，則a值的單位為：L·cm-1·mol-1，稱為摩爾吸收系數(shù)，并常用ε表示，吸收系數(shù)是物質(zhì)具有的特定數(shù)值。但是，由于所用紅外光譜儀的精度和操作條件的不同，所得數(shù)值常有差別，因此在實(shí)際工作中，為保證分析的準(zhǔn)確度，所用吸收系數(shù)還得借助純物質(zhì)重新測(cè)定。

　　紅外光譜儀定量分析中須注意下面兩點(diǎn)：

　　1、吸光度和透過(guò)率是不同的兩個(gè)概念、透過(guò)率和樣品濃度沒(méi)有正比關(guān)系，但吸光度與濃度成正比。

　　2、吸光度的另一可貴性使它具有加和性。若二元和多元混合物的各組分在某波數(shù)處都有吸收，則在該波數(shù)處的總吸光度等于各級(jí)分吸光度的算術(shù)和，但是樣品在該波數(shù)處的總透過(guò)率并不等于各組分透過(guò)率的和。

紅外光譜儀定量分析方法

　　紅外光譜儀定量方法主要有測(cè)定譜帶強(qiáng)度和測(cè)量譜帶面積購(gòu)兩種。此外也有采用譜帶的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算方法，這種方法能準(zhǔn)確地測(cè)量重疊的譜帶，甚至包括強(qiáng)峰斜坡上的肩峰。

　　1、直接計(jì)算法

　　這種方法適用于組分簡(jiǎn)單、特征吸收帶不重疊、且濃度與吸收度呈線性關(guān)系的樣品。

　　從紅外光譜儀譜圖上讀取透過(guò)率數(shù)值，按A=lg(I0/I)(I0)為入射光強(qiáng)度，I為透射光強(qiáng)度)的關(guān)系計(jì)算出A值，再按朗伯-比爾定律算出組分含量c，從而推算出質(zhì)量分?jǐn)?shù)。這一方法的前提是需用標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)得a值。

　　2、工作曲線法

　　這種方法適用于組分簡(jiǎn)單、特征吸收譜帶重疊較少，而濃度與吸收度不完全呈線性關(guān)系的樣品。將一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品的溶液，在同一吸收池內(nèi)測(cè)出需要的譜帶，計(jì)算出吸收度值作為縱坐標(biāo)，再以濃度為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)的工作曲線。由于是在同一吸收池內(nèi)測(cè)量，故可獲得A～c的實(shí)際變化曲線。

　　由于工作曲線是從紅外光譜儀實(shí)際測(cè)定中獲得的，它真實(shí)地反映了被側(cè)組分的濃度與吸收度的關(guān)系。因此即使被測(cè)組分在樣品中不服從Beer定律，只要濃度在所測(cè)的工作曲線范圍內(nèi)、也能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。同時(shí)，這種方法可以排除許多系統(tǒng)誤差，同時(shí)在這種定量方法中，分析波數(shù)的選擇同樣是重要的，分析波數(shù)只能選在被測(cè)組分的特征吸收峰處。溶劑和其他組分在這里不應(yīng)有吸收峰出現(xiàn)，否則將引起較大的誤差。

　　3、解聯(lián)立方程法

　　解聯(lián)立方程法運(yùn)用的對(duì)象是組分眾多而波帶又彼此嚴(yán)重重疊的樣品，通常無(wú)法選出較好的特征吸收譜帶。采用這一方法的條件是必須具備各個(gè)組分的標(biāo)準(zhǔn)樣品且各組分在溶液中是遵守Beer定律的。紅外光譜儀定量分析可以根據(jù)吸光度的加和特證來(lái)進(jìn)行。

　　聯(lián)立方程定量分析應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　①選擇合適的波數(shù)點(diǎn)。在此點(diǎn)波數(shù)只應(yīng)以某—組分的貢獻(xiàn)為主，其他組分在此都只有較小的吸收貢獻(xiàn)，

　?、谧x準(zhǔn)吸光度。在實(shí)驗(yàn)時(shí)必須讀譜圖上那些沒(méi)有吸收峰值的某波數(shù)上的吸光度數(shù)值。在譜帶的斜坡上更需注意所讀數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

　　③求a值時(shí)選取合適的濃度。在測(cè)定a值時(shí)。各組分的純品配制濃度應(yīng)接近未知樣品中該組分的濃度，且應(yīng)在該量附近配制4～5個(gè)點(diǎn)以求出較為可靠的a值，或據(jù)此繪出工作曲線。

　　由于解聯(lián)立方程的計(jì)算工作量很大，現(xiàn)代的紅外光譜儀均帶有功能良好的計(jì)算機(jī)，借助所配備的計(jì)算機(jī)，運(yùn)用線件代數(shù)中矩陣法解聯(lián)立方程成為十分實(shí)用的方法。

　　紅外光譜儀定量分析的準(zhǔn)確度，若不考慮樣品稱量、溶液配制和槽厚在測(cè)定中所引起的誤差。主要考慮吸光度的測(cè)定所引起的誤差，±1%的誤差是它的Z佳極限值，實(shí)際上是比±1%大，因此紅外光譜儀用得Z多的還是定性分析。