Простые тесты на число компонент




А.Однокомпонентные системы

Оптическая плотность однокомпонентной системы определяется в соответствии с законом Бугера следующим образом:

D=εcl,

где ε=f(λ)- молекулярный показатель поглощения.

Тесты:

 

1. Отношение оптических плотностей одного и того же раствора при любых двух длинах волн постоянно для всех состояний:

.

2. Отношение оптических плотностей двух растворов при любой длине волны постоянно:

.

Зависимость D1λ от D2λ выражается прямой, проходящей через начало координат с tgα= c1/c2.

3. Отношение оптических плотностей данного раствора к средней оптической плотности всех других растворов при любой длине волны постоянно

,

а зависимость

прямолинейна.

4. В координатах lgD-λ спектры двух любых растворов сдвинуты относительно друг друга по оси ординат на постоянную величину lgc1-lgc2:

;

Необходимо подчеркнуть, что если спектр чистого компонента неизвестен, то ни один из тестов не позволяет отличить однокомпонентную систему от псевдооднокомпонентной.

 

В. Закрытые двухкомпонентные системы

 

Оптическая плотность закрытой двухкомпонентной смеси описывается уравнением:

(4)

причем

. (5)

 

 

Тесты:

 

1. Решая совместно уравнение (5) и два уравнения (4), относящиеся к одному раствору, но для двух различных длинах волн, получим:

(6)

Уравнение (6) есть уравнение прямой в отрезках на осях. Следовательно, для закрытой двухкомпонентной системы оптические плотности раствора на любых двух длинах волн λ1 и λ2 связаны линейной зависимостью (смотри рисунок).

2. Решая совместно (5) и три уравнения (4), относящихся к оптической плотности смеси на одной длине волны но в трёх различных состояниях, получим:

; (7)

где - концентрация i - того компонента в j -том растворе.

Следовательно, каждый спектр закрытой двухкомпонентной системы может быть представлен как линейная комбинация любых двух других спектров этой же системы, причём сумма коэффициентов линейной комбинации равна единице.

 
 

 

 


3. Подставляя (5) в (4), получим:

. (8)

Составив аналогично уравнения для той же длины волны λ, но для другого состояния системы, и вычитая из него (8), получим:

, (9)

где ΔDλ - разность оптических плотностей двух растворов, концентрация первого компонента в которых отличается на Δс1.

Видим, что (9) отличается от известного уравнения для однокомпонентной системы только разностной формой записи. Следовательно, если снимать дифференциальные спектры закрытой двухкомпонентной системы, помещая любой из анализируемых растворов в канал сравнения, то полученное семейство дифференциальных спектров должно удовлетворять всем тестам на однокомпонентность.

 

С. Открытые двухкомпонентные системы.

Оптические плотности открытой двухкомпонентной системы описываются уравнением (4), но соотношение (5) уже не соблюдаются.

Тесты

 

1. Решая три уравнения (4) для одного состояния, но трёх различных длин волн, получим:

Следовательно, оптические плотности растворов на двух длинах волн, делённые на оптическую плотность тех же растворов на третьей длине волны должны находиться в линейной зависимости.

 

2. Решая совместно три уравнения (4) для одной длины волны и трёх различных состояний, получим:

. (10)

Следовательно, любой спектр двухкомпонентной смеси может быть представлен как линейная комбинация двух любых других спектров той же смеси.

 

3. Разделив обе части (10) на D2λ, получим:

(11)

Таким образом, оптические плотности двух растворов, делённые на оптическую плотность третьего, должны находиться в линейной зависимости при всех длинах волн.

Известны тесты на трёх- и четырёхкомпонентные системы. Однако они весьма сложны и редко используются на практике.

Количественный спектрофотометрический анализ раствора одного поглощающего излучение вещества (одного компонента) сводится к определению концентрации этого вещества в растворе по известным оптическим плотностям D пробы и стандартных растворов на аналитической длине волны lан. При проведении анализа используют следующую последовательность операций:

1. Снимают полный спектр поглощения пробы и выбирают lан. В большинстве случаев lан выбирают на максимуме поглощения, поскольку при этом реализуется максимальная чувствительность и воспроизводимость результатов.

2. Рассчитывают ориентировочное значение e, а с его помощью по уравнению cl= D/e определяют концентрации стандартных растворов анализируемого вещества и толщину кювет. При этом следует иметь в виду, что измеряемые значения оптической плотности должны лежать в диапазоне 0,2 – 1,7, а концентрации стандартных растворов должны перекрывать возможный диапазон концентраций анализируемых растворов.

3. Готовят 5 – 7 стандартных растворов с известными концентрациями исследуемого вещества и измеряют их оптическую плотность D при lан.

4. Строят график зависимости D = f(c) при l = const или D = f(cl), называемый градуировочным графиком анализа или аналитической кривой.

5. Измеряют оптическую плотность пробы Dx на длине волны lан и по аналитической кривой находят концентрацию анализируемого вещества в пробе сx.

Рассмотренный графический метод достаточно универсален и может использоваться как при выполнении закона Бугера, так и при его нарушении.

Аналитический метод определения концентрации при выполнении закона Бугера состоит в вычислении с= D/el, где e - коэффициент экстинкции, определяемый на основе измеренных значений оптической плотности стандартных образцов методом наименьших квадратов.

Количественный спектрофотометрический анализ при несоблюдении закона Бугера более трудоемок и менее точен.Во многих случаях нелинейная зависимость D = f(c) может быть с достаточной точностью описана уравнением:

D = a×c + b× c2 (12)

Коэффициенты этого уравнения вычисляются методом наименьших квадратов по экспериментальным значениям оптической плотности стандартных растворов, после чего концентрация анализируемого вещества в пробе определяется решением уравнения (12).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: