Фотоэлектроколориметрия

Фотоэлектроколориметрия основана на поглощении света, определяемым веществом в видимой области спектра (400 – 760 нм).

Светопоглощение описывается законом Бугера – Ламберта – Бера. Количество электромагнитного излучения, поглощенное раствором, пропорционально концентрации поглощающих частиц и толщине слоя:

=-K × l × c, где

I_o – интенсивность потока света, падающего на раствор;

I_t – интенсивность потока света, прошедшего через раствор;

с – концентрация вещества в растворе;

l – толщина слоя раствора;

K – коэффициент светопоглощения;

знак (-) указывает на уменьшение светового потока.

При логарифмировании уравнения закон светопоглощения принимает форму:

D = K l × c

Величину Д называют оптической плотностью раствора.

Если концентрация раствора выражена в моль/л, а толщина поглощенного слоя в см, тогда коэффициент К = e, и основной закон светопоглощения имеет вид:

D = e × l × с, где

e – молярный коэффициент светопоглощения, л/моль × см.

Молярный коэффициент светопоглощения - мера чувствительности фотометрических методов. Чем больше e, тем выше чувствительность метода, тем меньшую концентрацию вещества можно определить.

Физический смысл e: при с = 1 моль/л и и толщине слоя l = 1 см, e=D.

Графический смысл e:e = lg a, где a угол наклона градуировочного графика.

Факторы, влияющие на e:

- природа вещества;

- природа растворителя;

- природа фотометрического реагента – вещества, которое вступает в стехиометрическую реакцию с определяемым ионом и образует окрашенное соединение;

- реакцию среды (рН раствора);

- длина волны l, зависимость e = f(l) описывается кривой распределения Гаусса и называется спектром поглощения раствора;

- температура.

Молярный коэффициент светопоглощения не зависит от концентрации и толщины поглощающего слоя.

Анализ состоит из следующих стадий

- Переведение анализируемого вещества в раствор.

- Анализируемый раствор должен обладать сильным селективным поглощением, т.е. быть окрашенным. Если раствор не имеет собственной окраски, его переводят в окрашенную форму, применяя фотометрический реагент.

- Готовят раствор сравнения – растворитель, содержащий все компоненты анализируемого раствора, кроме определяемого вещества.

- Изучают спектральную характеристику раствора; по максимальному светопоглощению выбирают оптимальную длину волны света l.

- Выбирают оптимальную толщину поглощающего слоя (длину кюветы). При выборе толщины слоя учитывают диапазон значений D, для которых относительная погрешность измерений минимальна (0,5 – 1%): 0,1<D<0,8. Оптимальная оптическая плотность D=0,45.

- Выбирают интервал концентраций, при которых соблюдается закон Бугера – Ламберта – Бера для раствора с минимальной концентрацией, помещенного в кювету, величина D должна быть не менее 0,1; для раствора с максимальной концентрацией D£0,8 Измеряют оптическую плотность стандартных растворов и строят градуировочный график.

- В идентичных условиях измеряют оптическую плотность анализируемого раствора и по градуировочному графику находят концентрацию определяемого вещества в растворе.

Дата добавления: 2015-07-12