Хим-физ анализ
|
"Фотоэлектроколориметрия. Устройство фотоэлектроколориметра»
Цель работы:
§ Ознакомиться с оптической схемой прибора ФЭК-56 М и принципом его работы.
Оборудование: о порный конспект, инструкционная карта
Ход работы.
1. Ознакомьтесь с оптической схемой прибора ФЭК-56 М.
2. Начертите оптическую схему ФЭК-56 М.
3. Проследите ход лучей света в приборе и укажите знаком (+) место возникновения электрического тока.
4. Ответьте на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы.
1. Что называется фотоколориметрией?
2. Каков принцип действия ФЭК?
3. Какова связь между интенсивностью светового потока и силой возникающего в фотоэлементе тока?
4. На каком световом явлении основана фотоэлектроколориметрия?
Методическое описание.
Фотоколориметрия – определение концентрации вещества в растворе по изменению силы тока в фотоэлементе при падении на него луча света, прошедшего через исследуемый раствор.
При прохождении светового потока через окрашенную прозрачную жидкость часть света поглощается. Степень поглощения света, или коэффициент экстинкции («тушения»), во многих случаях прямо пропорциональна интенсивности окраски раствора. Окраска раствора зависит от концентрации в нем растворенного вещества: чем выше концентрация, тем интенсивнее окраска и тем больше света поглощает раствор. На измерении светопоглощения основано определение концентрации прозрачных окрашенных растворов – фотоэлектроколориметрия. Степень светопоглощения определяют в приборе фотоэлектроколориметре (ФЭК) путем уравнивания интенсивности света, прошедшего через исследуемый окрашенный раствор, и света, прошедшего через контрольную жидкость – бесцветный растворитель исследуемого вещества. По степени светопоглощения определяют содержание вещества в растворе.
Для получения точных объективных данных об интенсивности света в прибор вводят фотоэлемент, преобразующий световое излучение в электрический ток. При падении света на некоторые светочувствительные вещества (селен или цезий) энергия световых квантов передается электронам этого вещества, которые начинают двигаться в одном направлении. Если пластинки фотоэлемента соединить проводником, то в нем возникает поток электронов, т.е. электрический ток, силу которого можно измерить микроамперметром.
Сила тока пропорциональна световому потоку, падающему на фотоэлемент. Когда на пути светового потока ставят кювету с раствором, поглощающим или рассеивающим свет, на фотоэлемент падает меньше лучей. Сила тока в цепи уменьшается, на что указывает отклонение стрелки амперметра. Изменение силы тока позволяет судить о концентрации исследуемого вещества.
Между концентрацией вещества в окрашенном растворе и силой тока существует обратно пропорциональная зависимость.
Оптическая схема прибора ФЭК-56 М.
От источника света – лампы накаливания (1) световой поток через светофильтр (2) направляется на призму (3), которая делит его на 2 пучка и направляет через линзы (4) на плоские зеркала (5). Зеркала отражают свет двумя параллельными пучками: правый световой пучок является измерительным, левый – компенсаторным.
Параллельные пучки света проходят через светофильтры и попадают в кюветы с контрольным (6) и исследуемым (6') растворами. Здесь часть света поглощается или рассеивается. Вышедшие из кювет пучки света проходят через раздвижные диафрагмы (7) и (8) и падают на линзы, в фокусе которых помещены зеркала, отражающие свет на матовые стекла, за которыми находятся фотоэлементы (9) и (9').
Раздвижение диафрагмы при вращении связанных с ними отсчетных барабанов меняют площадь отверстий и тем самым изменяют интенсивность светового потока, падающего на фотоэлементы (9) и (9').
В фотоэлементах возникает ток, сила которого пропорциональна световому потоку. Оба фотоэлемента соединены с микроамперметром таким образом, что при возникновении в них тока одинаковой силы стрелка микроамперметра стоит на нуле.