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

Охрана литосферы
Люди, родившиеся в середине ХХ в., оказались в мире с населением 2,5 млрд. человек. Потребовалось 10000 поколений, чтобы достигнуть такой численности людей на нашей планете. Видимо, это же поколение застанет то время, когда Землю буд ...

Экология антропогенных зон
Каждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными природными условиями и конкретным типом хозяйственного освоения, заслуживает особого рассмотрения с экологической точки зрения. Важность регионального экологичес ...