Фотометрический анализ относится к абсорбционным методам, т.е. основан на измерении поглощения света веществом. Он включает спектрофотометрию, фотоколориметрию и визуальную фотометрию, которую обычно называют колориметрией.
Каждое вещество поглощает излучение с определенными (характерные только для него) длинами волн, т.е. длина волны поглощаемого излучения индивидуальна для каждого вещества, и на этом основан качественный анализ по светопоглошению.
Основой количественного анализа является закон Бугера-Ламберта-Бера:
А = e l c
где А = –lg (I / I 0) = –lg T – оптическая плотность;
I 0 и I – интенсивность потока света, направленного на поглощающий раствор и прошедшего через него;
с – концентрация вещества, моль/л;
l – толщина светопоглощающего слоя;
e - молярный коэффициент светопоглощения;
T - коэффициент пропускания.
Для определения концентрации анализируемого вещества наиболее часто используют следующие методы: 1) молярного коэффициента светопоглощения; 2) градуировочного графика; 3) добавок; 4) дифференциальной фотометрии; 5) фотометрического титрования.
Метод молярного коэффициента поглощения. При работе по этому методу определяют оптическую плотность нескольких стандартных растворов А ст, для каждого раствора рассчитывают e = А ст / (lс ст) и полученное значение e усредняют. Затем измеряют оптическую плотность анализируемого раствора А х и рассчитывают концентрацию с х по формуле
с х = А х /(e l).
Ограничением метода является обязательное подчинение анализируемой системы закону Бугера-Ламберта-Бера, по крайней мере, в области исследуемых концентраций.
Метод градуировочного графика. Готовят серию разведений стандартного раствора, измеряют их поглощение, строят график в координатах А ст – С ст. Затем измеряют поглощение анализируемого раствора и по графику определяют его концентрацию.
Метод добавок. Этот метод применяют при анализе растворов сложного состава, так как он позволяет автоматически учесть влияние «третьих» компонентов. Сущность его заключается в следующем. Сначала определяют оптическую плотность А х анализируемого раствора, содержащего определяемый компонент неизвестной концентрации с х, а затем в анализируемый раствор добавляют известное количество определяемого компонента (с ст) и вновь измеряют оптическую плотность А х+ст.
Оптическая плотность А х анализируемого раствора равна
А х = e l c х,
а оптическая плотность анализируемого раствора с добавкой стандартного
А х+ст = e l (c х + с ст).
Концентрацию анализируемого раствора находим по формуле:
с х = с ст А х / (А х+ст – А х).
Метод дифференциальной фотометрии. Если в обычной фотометрии сравнивается интенсивность света, прошедшего через анализируемый раствор неизвестной концентрации, с интенсивностью света, прошедшего через растворитель, то в дифференциальной фотометрии второй луч света проходит не через растворитель, а через окрашенный раствор известной концентрации – так называемый раствор сравнения.
Фотометрическим методом можно определять также компоненты смеси двух и более веществ. Эти определения основаны на свойстве аддитивности оптической плотности:
А см = А 1 + А 2 + …+ Аn
где А см - оптическая плотность смеси; А 1 , А 2, Аn – оптические плотности для различных компонентов смеси.
Фотометрические методы анализа применяются для контроля разнообразных производственных процессов. Эти методы могут быть применены для анализа больших и малых содержаний, но особенно ценной их особенностью является возможность определения примесей (до 10-5...10-6%). Методы абсорбционной спектроскопии используют в химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях, а также в медицине и сельскохозяйственном производстве.
Промышленностью выпускаются приборы для абсорбционной спектроскопии: колориметры, фотометры, фотоэлектроколориметры, спектрофотометры и т. д., в которых используют различные комбинации осветителей, монохроматоров и приемников света.
Дом.задание:
Выполните тест.
1.Чем обусловлена жесткость воды:
А. количеством растворимых солей магния
Б. количеством растворимых солей кальция
В. количеством растворимых солей кальция и магния
Как называется временная жесткость воды:
А. карбонатная
Б. фосфатная
В. Хлоридная
3 Постоянную жесткость воды можно удалить:
А. отстаиванием Б. взаимодействием с содой В. кипячением
4 Временную жесткость воды можно удалить:
А. взаимодействием с хлоридом натрия Б. отстаиванием В. кипячением
5 Умеренная жесткость -_____________ качество для питьевой воды, поскольку из нее мы
получаем значительную часть кальция, нужную организму:
А. необязательное
Б. обязательное.