实验一 多元校正－分光光度法同时测定混合色素
一. 目的
1. 了解矢量数据的获取方法及其在多组分测定中的应用。 2. 了解计算机技术及化学计量学基本方法在波谱解析中的应用。 二. 原理
由于色素对可见光有较强吸收，故分光光度法是测定色素的基本方法。但当有多种色素同时存在时，通常要借助薄层层析等方法使各组分分离后，才能进行定量测定。这使得测定步骤十分烦琐。化学计量学方法为混合色素不经分离进行准确地同时测定提供了可能。
设有nc个组分同时存在，配制一组已知样本共ns个溶液，其浓度矩阵为Cnc×ns，在nw个波长下测得吸光度矩阵Anw×ns。根据朗伯—比耳定律有：
A?KCnw?nsnw?ncnc?ns (1)
其中Knw×nc为吸光度矩阵，根据最小二乘法原理可求出各组分的纯物种谱，即K矩阵：
K?AC(CC)
tt?1 (2)
式（2）中t和-1分别表示该矩阵的转置和逆。对于一个或一组未知样，同样在nw个相同波长下测定后，可用最小二乘法根据下式求出未知物的浓度。
C?(KK)KA未知未t?1t (3)
测定食用色素的吸光度，必须控制pH值，建议控制酸度为 CHCl=0.01mol?L-1(pH=2.0)。
在酸性条件下，三种色素的最大吸收波长和吸光系数的参考值如下：
胭脂红 日落黄 柠檬黄 1
λmax/nm K/(L?g-1?cm-1) 510 20 480 31 400 33
三. 仪器与试剂 1. 仪器
722分光光度仪、Agilent8453UV-VIS分光光度仪
容量瓶：50ml 6个 移液管：5ml 4支 2. 试剂
胭脂红溶液（120mg/L） 柠檬黄溶液（100mg/L） 日落黄溶液（100mg/L） HCl（0.1 mol/L） 四. 实验部分 1. 混合色素的测定
标准溶液配制6份。每份溶液中各组分的含量应线性不相关，所测得吸光度值0.1?1为宜。具体步骤为：分别吸三种色素储备液若干毫升，加入5.0mL 0.10 mol?L-1的HCl，定容至50mL。每次标准溶液的吸取量填入表1。
表1. 标准溶液的组成(即C矩阵)
样品1 号 胭脂0 红 日落10 黄
2
2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 4 2 8 6 0
柠檬4 黄 2. 模拟实验：
吸收光谱通常用洛仑兹函数来模拟，当第j个组分存在时，吸光度的计算公式如下：
A??f(?)ci,jjj 22??1?b???j0,jikcmax,jj8 10 2.05 0 6 (4)
式中λ0,j ： 第j组分的最大吸收波长； λi ： 第i 个波长； kmax,j ： 波长为λ0时的吸光系数，即最大吸光系数； cj ： 第j个组分的含量(g/L);
bj ： 调节峰宽的参数；b值越大，峰越窄。 当三组分同时存在时，则有：
?A?f??cj?Ai,sum?jE
j?13?? (5)
AE为测量误差。产生AE的方法如下： 2.1 随机误差法：AE=(0.5-random)×D
Random 为0?1间的随机数，D为吸光度的随机波动范围，取D=0.004较合适。
2.2 Monto Carlo法：
A???2Lnrcos(2?r)EA12
r1、r2为0?1间的随机数。该方法获得的误差符合正态分布N(0,σ2 )，标准差σA取0.002?0.003较合适。
2.3 真实误差法：在(2)法的基础上，考虑到吸光度A的标准偏差随A的增大而增大，但透光率的标准差一般为常数，两者关系为
3
0.434?0.434?TT??? A??Texp?2.30A可取σT=0.002。根据以上方法，可获得标准样本集和未知样本集的吸光度矩阵。 五. 数据处理
1.利用实验室提供的软件：multicom.exe ，输入722型做出的相应数据后，运行结果如下图：
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