ASTU logo
Физико-химические методы анализа
Учебное пособие


Главная  ->  Образование  ->  Учебные материалы  ->  Пособие "ФХМА"  ->

Электронный читальный зал Поиск по сайту:

1. ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 

 

            К оптическим методам анализа относят физико-химические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Это взаимодействие приводит к различным энергетическим переходам, которые регистрируются экспериментально в виде поглощения излучения, отражения и рассеяния электромагнитного излучения.  Оптические методы включают в себя большую группу спектральных методов анализа.

            В методах атомной спектроскопии мы имеем дело с узкими линейчатыми спектрами, а в методах молекулярной спектроскопии – с широкими слабоструктурированными спектрами. Это определяет возможность их применения в количественном анализе и требования, предъявляемые к измерительной аппаратуре – спектральным приборам.

 

1.1.   Фотометрический метод анализа

 

1.1.1. Основные законы и формулы

 

            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 / I0) = –lg T – оптическая плотность;

I0 и I – интенсивность потока света, направленного на поглощающий раствор и прошедшего через него;

сконцентрация вещества, моль/л;

lтолщина 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 Аст, для каждого раствора рассчитывают e = Аст / (lсст) и полученное значение e усредняют. Затем измеряют оптическую плотность анализируемого раствора Ах и рассчитывают концентрацию сх по формуле

сх = Ах /(el).

            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 АстСст. 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 Ах анализируемого раствора, содержащего определяемый компонент неизвестной концентрации сх, а затем в анализируемый раствор добавляют известное количество определяемого компонента (сст) и вновь измеряют оптическую плотность Ах+ст.

            Оптическая плотность Ах анализируемого раствора равна

Ах = e l cх,

а оптическая плотность анализируемого раствора с добавкой стандартного

Ах+ст = e l (cх + сст).

            Концентрацию анализируемого раствора находим по формуле:

сх = сст Ах / (Ах+стАх).

 

            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:

Асм = А1 + А2 + …+ Аn

где Асм - оптическая плотность смеси; А1 , А2, 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.


К следующему разделу

К оглавлению


©  А.А. Виxaрев, С.А. Зуйкoвa, Н.А. Чeмepис, Н.Г. Дoминa

 


 

Яндекс цитирования