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

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.