Фотоколориметры. Схема однолучевого фотоколориметра

Страницы работы

Фрагмент текста работы

УДК 621.383.1.

ФОТОКОЛОРИМЕТРЫ

Нефёдова А.А., Королёва О.Г., Концелярчик А.И., Тамилович Т.М.

Научный руководитель – МИХАЛЬЦЕВИЧ Г.А.

Фотоколориметрический метод анализа – один из самых распространенных методов физико-химического анализа, основан на измерении поглощения электромагнитного излучения видимого диапазона (400-750 нм) прозрачными растворами веществ. Он также характеризуется сравнительной простотой средств измерения и наличием большого количества реагентов, образующих окрашенные соединения с неорганическими и органическими веществами.

Количественно поглощение электромагнитного излучения веществом описывается уравнением основного закона светопоглощения (уравнением закона Бугера-Ламберта-Бэра) и уравнением закона аддитивности оптических плотностей [1]. Согласно основному закону светопоглощения, интесивность света, прошедшего через вещество, выражается уравнением

Iпр = Io* 10 -kcl

где    Iпр – интенсивность светового потока, прошедшего через раствор;

I0– интенсивность падающего светового потока;

kкоэффициент поглощения света;

с – концентрация вещества в растворе;

l – толщина слоя светопоглощающего раствора (ширина кюветы).

Коэффициент поглощения света k зависит от природы вещества, температуры и рН-раствора, значит, это величина непостоянная.

Для характеристики поглощения света веществами используют величину пропускания Т [1], которая показывает, какая часть света прошла через раствор, и определяется как:

T = Iпр/ Io,

а также величину, которую называют оптической плотностью раствора, обозначают буквой А (логарифмированное уравнение закона Бугера-Ламберта-Бера) и определяют как:

A = k*l*c = lgT

Если концентрация поглощающих частиц выражена в моль/дм3, а толщина слоя – в сантиметрах, то коэффициент поглощения обозначается буквой ε и называется молярным коэффициентом поглощения. Он характеризует способность вещества поглощать свет. Его размерность – дм3 • моль-1 • см-1, а численное значение равно оптической плотности раствора с концентрацией 1 моль/дм3 при толщине поглощающего слоя 1 см. Тогда общепринятая форма записи уравнения основного закона светопоглощения выглядит, как:

A = ε *l*c.

Графически зависимость оптической плотности от концентрации выражается прямой, проходящей через начало координат, если соблюдаются ряд условий:

1. Раствор поглощающего вещества – гомогенная нерассеивающая среда.

2. Монохроматичность падающего света.

3. При данной длине волны поглощает только один тип частиц.

4. Растворитель оптически прозрачен, т.е. не поглощает.

5. В растворе не протекают побочные реакции, изменяющие концентрацию поглощающих частиц.

6. На поглощающие частицы не оказывают влияние ни растворитель, ни ионные силы раствора.

Важным дополнением к основному закона светопоглощения является закон аддитивности оптических плотностей. Если в растворе присутствуют несколько поглощающих веществ, то оптическая плотность раствора равна сумме вкладов каждого из компонентов:

A = ε 1*11*c1 + ε 2*l2*c2 + … + ε n*ln*cn

Измерение оптической плотности производят на приборах - фотоколориметрах. Принципиальную схему фотоколориметра можно представить как на рисунке 1 [2].

Рисунок 1. Схема однолучевого фотоколориметра:

1 - источник света; 2 - светофильтр; 3 - кюветное отделение; 4 - фотоприемник; 5- усилитель; 6 - индикатор выходного сигнала.

В качестве источника излучения применяют обычные лампы накаливания с вольфрамовой нитью или галогенокварцевые. Эти источники излучают в широкой области спектра, поэтому излучение нужно монохроматизировать. Для выделения определенного интерн вала длин волн в фотоколориметрах используют

Похожие материалы

Информация о работе