Оптические методы анализа.

Основной закон светопоглощения, назначение, правила работы, оптическая схема КФК-2.

Фотометрический анализоснован на измерении и пропускании, поглощении или рассеяния света определяемым веществом в области ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных волн. Фотометрические методы подразделяются на визуальные, в которых наблюдения ведут глазом, и объективные, в которых наблюдение осуществляется физическими приборами, например, фотоэлементами, термоэлементами и болометрами. В зависимости от характера взаимодействия анализируемого вещества со световой энергией, способа ее измерения и типа ее используемого оптического измерительного прибора различают следующие методы.

Спектрофотометрия

— определение количества вещества по поглощению монохроматического света, измеряемого спектрофотометрами, например СФ - 4А.

Фотоэлектроколориметрия

— определение количества вещества по поглощению полихроматического света, пропущенного светофильтром и измеряемого фотоэлементом в достаточно узких интервалах спектра, например на ФЭК ‑ 57, ФЭК ‑ М.

Колориметрия

— визуальное определение концентрации вещества по интенсивности окраски раствора на простейших оптических приборах ( колориметр Дюбокса, фотометр Пульфриха). В фотоколориметрии и колориметрии измеряют интенсивность света, прошедшего через окрашенный раствор, цвет которого дополняет цвет поглощенного света.

Tурбидиметрия

— определение концентрации по поглощению света взвешенными в жидкости частицами анализируемого вещества; степень мутности жидкости пропорционально концентрации.

Нефелометрия

— определение концентрации по интенсивности света, рассеянного (отраженного) взвешенными частицами мутной системы, например колоидного раствора, суспензии, эмульсии. Интенсивность светорассеяния пропорциональна концентрации взвешенных частиц. Турбидиметрические и нефелометрические измерения проводят на нефелометре НФМ со светофильтрами или на ФЭК - Н - 57.

Флуорометрия

— определение количества вещества по интенсивности флуоросценции, возникающей при облучении анализируемого вещества УФ лучами и пропорциональной его концентрации. Определяют на флуорометрах ФМ-1, ФМ-2 со ртутными кварцевыми лампами ДРС-50.

При фотометрических измерениях, по закону Ламберта, слои вещества равной толщины поглощают равные части света. Этот закон рассматривает постепенное ослабление параллельного монохроматического пучка света при его распространении в поглощающем веществе.

Закон Бугера - Ламберта - Бэра

определяет зависимость поглощения монохроматического пучка света от концентрации и толщины слоя светопоглощающего вещества в растворе. Если имеются два раствора одного и того же вещества в одном и том же растворителе, из которых один в два раза концентрированнее другого, то светопоглощение (абсорбция) в первом растворе будет равно светопоглощению во втором растворе при условии, что толщина слоя первого раствора в два раза меньше, чем толщина слоя второго раствора.

Закон Бугера - Ламберта - Бэра

выражается уравнением

,

где:

I0 — интенсивность пучка монохроматического света, вошедшего в слой светопоглощающего раствора толщины h;

It — интенсивность света вышедшего из слоя раствора;

С — концентрация светопоглощающего растворенного вещества;

— молекулярный коэффициент поглощения света, зависящая от химической природы и физического состояния светопоглощающего вещества, от длины волны монохроматического света;

h — толщина колориметрируемого слоя.

Известно, что · С зависит от толщины слоя h вследствие резонансного взаимодействия между светящейся и светопоглощающей молекулами. Если концентрация раствора выражена в моль/л, а толщина слоя - в см, то коэффициент ? называется мольным коэффициентом погашения, или мольным коэффициентом экстинкции. Он характеризует оптическую плотность 1 мл раствора, налитого в кювету толщиной 1 см.

Оптическую плотность можно вычислить, пользуясь формулой закона Бугера – Ламберта - Бера :

Мольный коэффициент показывает, какая часть светового потока поглощается раствором при толщине слоя 1см . Если C = 1 моль/л и x = 1см , то ? = D . Величину D называют оптической плотностью поглощающего вещества .

Закон Бугера - Ламберта описывает светопоглощение при постоянной концентрации вещества в растворе и различной толщине слоя .

Интересное по теме

Агидель в опасности
..Бежит среди гор веселая река Белая, давая благословенный приют на своих берегах травам и деревьям, зверям и птицам, пчелам и рыбам, жителям сел и деревень. Радуя приезжающих сюда невероятной чистотой воды. Делая их чище. Неся эту чистую ...

Влияние экологических и медико-биологических требований на структуру исследований и разработок
Очевидно, что ускорение темпов научно-технического прогресса в значительной степени зависит от решения методологических, организационных и эконамических проблем. Решение этих проблем основывается на дальнейшем развитии системного подхода к ...