Фотометрические методы исследования. Устройство и принцип работы спектрофотометра, страница 4

Таблица 3.9 Соотношения между пропусканием и поглощением

Поглощенный свет, %

Пропускание, Т

1/Т

Поглощение А = lg(l/T)

%

доля

0

100

1,0

1

0,00

25

75

0,75

1,3

0,12

50'

50

0,50

2

0,30

75

25

0,25

4

0,60

83

17

0,17

6

0,95

90

10

0,10

10

1,00

95

5

0,05

20

1,30

99

1

0,01

100

2.00

99,9

0,1

0,001

1000

3,00

100

0

0

одной переменной — количества поглощающего вещества в растворе (кювете) М:

ах=к^-м   (***), где К -»\ К^-^.

Действие обобщенного закона Бугера — Ламберта — Бера находит свое наглядное воплощение в графике линейной зависимости между концентрацией вещества и величиной поглощения, представленном на рис. 3.27.

В ряде случаев происходит нарушение основного закона Бугера — Ламберта — Бера, а график линейной зависимости претерпевает изменения, принимая вид кривой, как это и показано на рис. 3.27 пунктиром.

На рис. 3.27 показано, как при концентрации С^ вместо соответствующего закону Бугера —

Ламберта — Бера значения поглощения А^ был получен результат А^.

Отклонения от линейной зависимости между концентрацией и измеренным значением поглощения могут происходить по целому ряду причин.

1) Поток световой энергии не является строго монохроматическим, что имеет место практически всегда, когда используются интерференционные или стеклянные фильтры, а не монохро-маторы, а также вследствие влияния световой энергии частот за пределами полосы пропускания, так называемых «хвостов» фильтров. Эта нелинейность обусловлена самими техническими средствами измерения.

2) Происходит взаимодействие между молекулами растворителя и частицами вещества, поглощающими световую энергию. При этом взаимодействие меняется с изменением концентрации.

Гидратация, или связывание молекул растворителя молекулами или ионами растворенного вещества, сказывается на поглощении светового потока раствором. С изменением концентрации раствора этот процесс протекает неравномерно.

3) Присутствие посторонних электролитов вызывает деформацию молекул или комплексных ионов окрашенных веществ и, следовательно, влияет на поглощение световой энергии. С разбавлением раствора влияние электролитов изменяется, что приводит к изменению светопо-глощения.

4) Изменение рН раствора влияет на устойчивость образующихся соединений, и для получения воспроизводимых результатов в ряде случаев целесообразно контролировать величину рН.

Рис. 3.27. Графики соотношении между концентрацией вещества С

и абсорбцией А

Имеют место и другие причины, связанные главным образом с физико-химическими свойствами вещества, которые приводят к отклонению от закона Бера.

Выбор спектральной области для фотометрических измерений

Чувствительность и погрешность фотометрического анализа во многом зависят от правильного (оптимального) выбора длины волны, на которой производятся измерения, от спектра поглощения исследуемого вещества в растворе, спектра поглощения применяемых реактивов и спектра поглощения стандартных калибровочных растворов. Рассмотрим три варианта (рис. 3.28).

ВАРИАНТ А. В исследуемой области спектра реагент прозрачен и не поглощает световую энергию (спектры поглощения исследуемого вещества в растворе и реагента не перекрываются). Спектры поглощения калибровочных растворов совпадают со спектром поглощения исследуемого вещества.

В этом случае измерение оптической плотности фотометрируемого раствора целесообразно производить в той области спектра, где поглощение является максимальным. Это дает возможность провести измерения с наибольшей чувствительностью и меньшей погрешностью.