ься виборчим поглинанням світла.
Для характеристики забарвлених розчинів різних забарвлених сполук користуються їх спектрами поглинання - кривими світлопоглинання, які визначають залежність оптичної щільності Д або молярного коефіцієнта поглинання Оµ від довжини хвилі О» або частоти Оі
Д = f (О») Д = f (Оі)
Оµ = f (О») Оµ = f (Оі)
Для отримання такого спектру (кривої світлопоглинання) у таких координатах - проводять серію вимірів оптичної щільності або молярного коефіцієнта світлопоглинання при різних довжинах хвиль, вимірювання проводиться спочатку через 10 - 20 нм, а після кордону максимуму вимірюють через 1 - 2 нм.
Поглинання світла вимірюють в оптичному діапазоні спектра в ультрафіолетової (185 - 400 нм), видимої (400 - 760 нм) та інфрачервоній (760 - 1000 нм) областях спектра. Криві світлопоглинання знімають за допомогою спектрофотометрів, рис 3.3.
У забарвлених речовин максимум поглинання світла, в більшості випадків, знаходиться у видимій області спектру (≈ 500 нм), але не може бути зміщений у ультрафіолетову область (K 2 CrO 4 ), а також може зміщуватися і в інфрачервону - (CuSO 4 ).
Спектри поглинання дозволяють вибрати оптимальну довжину хвилі для аналітичних вимірювань. Максимуму спектра поглинання відповідає максимальне значення молярного коефіцієнта поглинання - Еmax, тобто максимальної чутливості.
Д 3
1,4 max
-
-
1,0 - 1
-
-
-
- 2
• • • • • •
0 100 200 300 400 500 О»
Рис. 3.3. Спектри поглинання водних розчинів хромату (1), дихромата (2) і перманганату (3) калію
Величина Д = в„“ g характеризує поглощательную здатність речовини, звану поглинанням або светопоглощенієм - цю величину знімають зі шкали приладу при аналітичних визначеннях. Іноді шкала Колібрі на пропускання - Т,%. p> Між оптичною щільністю Д і пропусканням Т існує зв'язок, вираз 3.14.
Т = В· 100 = p> в„“ g = в„“ g100 - в„“ Gт в„“ g = Д Д = в„“ g100 - в„“ Gт = 2 - в„“ gT
Д = 2 - в„“ gT (3.14)
Залежність оптичної щільності від концентрації виражається графіком, рис.3.2.
Тангенс кута нахилу (О±) градуювального графіка до осі (С) вказує на чутливість методу. Чим більше кут нахилу до осі концентрації градуювального графіка, тим більш чутливий метод визначення.
На підставі закону Бугера - Ламберта - Бера можна визначити нижню межу діапазону змісту визначених речовин (Сmin)
Д min = E О» В· L В· C min , якщо L = 1 см З min =
< p> Використання закону Бугера - Ламберта - Бера дозволяє проводити різні розрахунки на підставі фотометричних вимірювань і визначень.
Приклад: Обчислити молярний коефіцієнт поглинання заліза в розчині, що містить 0,0028 г Fe в 500 мл розчину, при L = 4 см, якщо Д = 0,28.
1. Приводить концентрацію до системи моль/л.
0,0028 г - 500 мл
Х - 1000 Х = 0,0056 г/л
Fe/56
56 г - 1 моль
0,0056 - Х Х == 10 -4 моль/л
Д = Оµ В· L В· C Оµ == 700
Приклад: Обчислити концентрацію іонів заліза [Fe 3 + ] в мг/л у промисловій воді, якщо після обробки 100 мл цієї води отримано 25 мл забарвленого розчину з оптичної щільністю Д = 0,46 при L = 1 см і Оµ = 1100.
1. Д = Оµ В· L В· C C == 4,18 В· 10 -5 моль/л
4,18 В· 10 -5 - 1000 мл
Х 25 мл Х == 0,104 В· 10 -5 моль
56 г - 1 моль
Х - 0,104 В· 10 -5 Х == 5,85 В· 10 -5 г в 25 мл
5,85 В· 10 -5 ----- 100 мл
Х ----- 1000 мл Х = 5,85 В· 10 -4 г/л = 5,85 В· 10 -1 мг/л = 0,585 мг/л
За даними фотометричних визначень можна знайти молярний коефіцієнт світлопоглинання, концентрацію (%, моль/л, титр) та ін величини. p> При роботі з розведеними пофарбованими розчинами вимір їх оптичної щільності слід проводити в тій області спектра, де поглинання променів максимально. Це дозволить провести кількісне визначення з найбільшою точністю і чутливістю.
Розглянемо точність вимірювань оптичної щільності забарвленого розчину на різних ділянках видимої області спектра.
Зазвичай речовини максимально поглинають промені О» Оµ = 550 нм і мінімально при О» = 640 нм. p> Розглянемо, як змінюються оптичні щільності трьох розчинів з різними концентраціями З 1 , З 2 , З 3 , причому З 1 > C 2 > C 3 , при О» max і О» min , побудуємо графік, рис. 3.4. p> При зміні концентрації речовини в інтервалі О”С зміна оптичної щільності О”Д при О»max буде значно більше, ніж при О»min, це обумовлює найменшу похибку вимірювання, т...
