Измерение аналитического сигнала

Объектами исследования в фотометрии обычно являются рас­творы. Принцип измерения аналитического сигнала заключается в сравнении интенсивности двух световых потоков, один из которых проходит через исследуемый раствор, а второй - через раствор срав­нения.

однолучевые

двухлучевые

регистрирующие нерегистрирующие Принципиальная схема однолучевого прибора показана на рис.

20.12.

Рис. 20.12. Принципиальная схема однолучевого прибора для измерения светопоглощения в УФ- и видимой областях спектра

340-1100 нм

Для получения видимого и длинноволнового УФ-излучения применяют также галогеновые лампы.

Источники излучения, используемые в фотометрии, дают непре­рывные спектры. В зависимости от того, каким образом происходит выделение из непрерывного спектра испускания источника нужного спектрального интервала, абсорбционные спектрометры можно разде­лить на 2 класса: фотоэлектроколориметры и спектрофотометры.

В фотоэлектроколориметрах для выделения нужного интерва­ла длин волн применяют набор светофильтров. Величина полуши­рины пропускания используемых светофильтров составляет в среднем 25-45 нм. Нижняя граница рабочих длин волн составляет для боль­шинства моделей фотоэлектроколориметров примерно 315 нм. Фото- электроколориметры используют обычно для проведения серийных измерений концентрации веществ, поглощающих в видимой или длинноволновой УФ-области электромагнитного спектра.

В спектрофотометрах для выделения из спектра испускания источника излучения с нужной длиной волны применяют монохрома- торы: дифракционные решётки или призмы. Монохроматор позво­ляет получить электромагнитное излучение с гораздо более высокой степенью монохроматичности, чем светофильтр. Спектрофотометры имеют более сложное устройство, чем фотоэлектроколориметры и ис­пользуются для получения спектров поглощения веществ, определе­ния концентрации веществ, поглощающих при длинах волн менее 300 нм, имеющих узкие полосы поглощения и т.д.

Растворы веществ, поглощение которых измеряется, помещают в специальные сосуды прямоугольной или, реже, цилиндрической формы, называемые кюветами. Кювета, содержащая раствор иссле­дуемого вещества, называется рабочей, а кювета, содержащая раствор сравнения - кюветой сравнения. Кюветы, применяемые для работы в видимой области спектра, могут быть сделаны из стекла. Для работы в области длин волн меньше 325 нм необходимы кварцевые кюветы. В качестве материала для изготовления кювет используются также ор­ганические полимеры. Как правило, каждый прибор для фотометриче­ских измерений снабжён набором кювет (толщиной от 0,1 до 5 см). Чаще всего в работе, особенно для спектрофотометров, используются кюветы с толщиной 1 см. Кроме обычных кювет существуют кюветы специальной конструкции, например, термостатированные, проточ­ные.

В однолучевых приборах в поток излучения вначале помещают кювету сравнения и настраивают по ней прибор на ноль оптической плотности. Затем в поток излучения помещают рабочую кювету. При изменении X настройку прибора следует повторить. В двухлучевых спектрометрах поток, выходящий из монохроматора, с помощью зеркала специальной конструкции расщепляется на два одинаковых потока: один направляется на кювету сравнения, а второй - на рабо­чую кювету. Потоки, выходящие из кювет, затем направляются на один и тот же детектор. Двухлучевые приборы удобны при автомати­ческой регистрации спектров поглощения, так как их не нужно пере­настраивать при изменении длины волны.

ДЕТЕКТОРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

сурьмяно-цезиевый фотоэлемент

кислородно-цезиевый фотоэлемент

20.4.3. Практическое применение и основные приёмы фото­метрического анализа

Спектрофотометрия является одним из самых широко приме­няемых и наиболее разработанных инструментальных методов анали­за. К её достоинствам относятся достаточно высокая чувствительность (НГОС для хорошо поглощающих веществ составляет примерно 10^-6 - 10^- моль/л), универсальность, простое аппаратурное оформление, возможность автоматизации анализа и т. д.

В спектрофотометрии используют следующие приёмы анализа:

• прямая фотометрия, основанная на измерении собственного

поглощения вещества;

• определение, основанное на проведении фотометрических ре­акций, в том числе экстракционная фотометрия;

• дифференциальная фотометрия;

• многоволновая спектрофотометрия;

• производная спектрофотометрия;

• фотометрическое титрование.

Дата добавления: 2015-09-07