1 基本原理

1.1 光的色彩

光是一种电磁波，其色彩由波长决定。可见光波长范围约为380~780 nm，但不同的人所能感受的波长略有差异。其中红光为 760~622 nm;橙光为 622~597 nm;黄光为597~577 nm; 绿光为 577~492 nm; 青光为 492~450 nm; 蓝光为 450~435 nm; 紫光为435~380 nm。波长大于 780 nm的光为红外光, 波长小于380nm的光为紫外光。

画家都知道有三原色：红、黄、蓝。但那是颜料的三原色。而光的三原色是红、绿、蓝。用放大镜仔细观看电视机的屏幕，可以发现每一个色点其实都是由红、绿、蓝三个小色点拼合而成的。三个色点的不同发光强度就综合成为某种色彩。当为一定的比例关系时，肉眼从远处看时就成了白色。平时我们所见到的光色，都是一段波长范围内的色光混合而成的色彩。当波长范围极其狭窄时，就可以认为那一束光是单色光。

1.2光的吸收和物质的吸收光谱

光线通过物体，将发生吸收、散射、旋光等等物理现象。即使是高度透明的物体，其中没有造成光散射的微粒、气泡等，也会有一定程度的吸收。其吸收值与光通过物体的距离 (光程)成正比，也与所通过的物质的性质有关。

若从白光中去掉某一波长范围的色光，剩下的色光就是其补色光。例如品红色光的补色光是绿色光，黄色光的补色光是蓝紫色光。当物质从白光中吸收了某个波长范围的光之后，其所反射或透射出来的，就是所剩余的补色光。

不同的物质，对光的不同波段有选择性的吸收。例如，树叶吸收了红光后，反射出红光的补色光一绿光，于是我们看见的树叶是绿色的。不同波长的光被吸收的值，是波长的函数，通常为一条山脉状的曲线。吸收最大处称为吸收峰。一条吸收曲线上可有一处或数处吸收峰。光通过物质(通常是溶液中)时被选择性吸收的函数，即为该物质的吸收光谱，是众多光谱中的一种。

利用物质对光的选择性吸收，即其吸收光谱，可以进行物质的定性和定量分析。不过由于现代仪器分析方法的突飞猛进，紫外可见光谱作为定性分析已经不重要了，但作为对已知物的定量分析，仍有相当的价值。红外吸收光谱的曲线复杂得多，因而携带的物质结构的信息量也大得多，在天然有机化合物特别是中草药有效成分的鉴别方面广泛用于与标准品的比对；在对未知的纯物质的结构鉴定方面，至今也仍有一定的意义。

当白光通过二氧化氯溶液时，其吸收峰在 360nm，处于近紫外波段。据此我们不难预料到，二氧化氯溶液的颜色应该会是紫色的补色——黄色。事实正是如此。所以，如果不是黄色的溶液，我们凭肉眼就可以断定那不可能是二氧化氯溶液。所谓无色的或绿色的二氧化氯溶液都不是真正的二氧化氯溶液。

1.3波长的选择

利用吸收光谱进行物质的定量分析，显然是要选择某一个狭小的波长范围的光束。用棱镜或光栅可以将白光中各波长的色光分解开来，成为一条谱带。将一个狭缝对准所需要的波长，就可以提取出所需要的单色光。这就是所谓分光。

通常，我们选择所测物质的最大最清晰的吸收峰，即特征峰的波长。在特征峰处，吸光度受物质浓度的影响最为敏感，测定最准确。例如对于二氧化氯溶液而言，最好莫过于360 nm波长的单色光了。

但不幸的是，在此波长处次氯酸根也有明显的吸收，亦即存在干扰。排除干扰可有不同方法，但最简单的是将所选的波长挪动一下。研究者们发现，在430nm处，氯酸根、亚氯酸根、次氯酸根和氯气都已不存在可察觉的干扰。这个波长在二氧化氯吸收函数曲线上的位置，不在峰顶，而在斜坡上。虽然不是特征峰，吸光度对浓度不是最敏感，但实践表明仍然足够敏感可用。若再往更大波长的方向移动，则敏感度将下降，不利于测定；若往波长更短的方向移动，则有干扰。

1.4郎伯比尔定律

利用溶液中物质对光的选择性吸收进行物质的定量分析，其理论基础是吸收值与物质的浓度(在一定范围内)成正比。当然，我们这样说的时候，是将其它变量如光程、温度等予以固定。按照郎伯——比尔定律(亦称比尔——郎伯定律)：A= lg(1/T)=K×b×c式中，A为吸光度；T为透光度(或曰透射比，即出射光强度I与入射光强度I₀之比)，也就是光被吸收后衰减的程度；K为摩尔吸光系数(与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关)；c为吸光物质的浓度，单位为物质的量浓度 mol/L；b为吸收层厚度，单位为 cm。

A= lg(1/T)=-log T,数学上是一个负对数的关系,此处不必深究。重要的是, A=K×b×c,光的吸收度与物质的浓度及光程成正比。光程就是比色皿中溶液的厚度，若我们将它固定为1cm，则光的吸收度就只与物质的浓度呈正比了。

2.分光光度计

分光光度计根据其所操作的波段，有可见与可见紫外之分，后者包括了可见光波段和紫外光波段。当使用紫外波段时，比色皿应使用石英材料。430nm 尚属可见光范围，故二氧化氯溶液的含量测定用可见光的分光光度计即可。

分光光度计的型号很多，波长范围有的包括紫外，有的可以自动扫描，还有的具有双波长双光束功能，可根据自己的实际需要选用，没有特别的要求。本文不作品牌和型号的推荐。对于二氧化氯溶液浓度测定的目的，功能最简单的分光光度计就可以满足要求。

3 讨论

适用于常量二氧化氯水溶液的浓度(含量)测定，适用浓度为10~600 mg/L，超出此浓度范围的样品不适用本法测定。该方法彻底摆脱了五步碘量法的束缚。不是说五步碘量法不正确，而是操作不易，不适合基层企业采用，而且偏差大，重现性差。分光光度法为二氧化氯的快速、准确测定提供了手段，值得在二氧化氯行业内大力推广。