Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов - Кореиман Я.И.
ISBN 5-89448-184-8
Скачать (прямая ссылка):
A = k- 1- с.
Если концентрация раствора выражена в моль/дм3, а толщина поглощающего слоя в см, тогда коэффициент к = е, и основной закон светопоглощения имеет вид:
А = е- 1- с,
где е - молярный коэффициент светопоглощения, дм3/(моль*см).
Молярный коэффициент светопоглощения - мера чувствительности фотометрических методов. Чем больше е, тем выше чувствительность метода, тем меньшую концентрацию вещества можно определить.
Физический смысл е: при с = 1 моль/дм3 и толщине слоя 1 = 1 см 8 = А.
Графический смысл е: е = tg а, где а - угол наклона градуировочного графика.
Факторы, влияющие на в:
? природа вещества; хромофорные и ауксохромные группировки увеличивают 8;
? природа растворителя;
? природа фотометрического реагента - вещества, которое вступает в стехиометрическую реакцию с определяемым ионом и образует окрашенное соединение;
¦ реакция среды (pH раствора);
¦ длина волны X, зависимость е = Г (X) описывается кривой распределения Гаусса и называется спектром поглощения раствора;
? температура.
Молярный коэффициент светопоглощения не завысит от концентрации и толщины поглощающего слоя.
Анализ состоит из следующих стадий,
¦ Переведение анализируемого вещества в раствор и отделение при необходимости мешающих компонентов. Фотометри-руемый раствор должен быть истинным во всем диапазоне определяемых концентраций.
¦ 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. Его подбирают так, чтобы молярный коэффициент светопоглощения окрашенной формы вещества был по возможности большим, а условия анализа (pH раствора, температура, природа растворителя) - как можно проще.
? Готовят раствор сравнения - растворитель, содержащий все компоненты анализируемого раствора, кроме определяемого вещества.
? Изучают спектральную характеристику раствора; по максимальному светопоглощению выбирают оптимальную длину волны света X и светофильтр; окраска светофильтра должна дополнять окраску анализируемого раствора до белой (табл. 17).
Таблица 17
Области поглощения видимого света
Окраска раствора Область поглощения, нм Дополнительная
окраска
Желто-зеленая 400-450 Фиолетовая
Желтая 450-500 Синяя
Красная 500-550 Зеленая
Синяя 550-590 Желтая
Сине-зеленая 590-650 Оранжевая
Зеленая 650-750 Красная
¦ Для выбора оптимальной толщины поглощающего слоя (длины кюветы) проверяют выполнение закона Бугера - Ламберта. В наборе к фотометрическим приборам имеются кюветы с толщиной поглощающего слоя от 1 до 50 мм.
При выборе толщины слоя учитывают диапазон значений А, для которых относительная погрешность измерения минимальна (0,5-1,0 %): ОД < А < 0,8. Оптимальная оптическая плотность:
А = 0,45.
? Выбирают интервал концентраций, при которых соблюдается закон Бугера - Ламберта - Бера. Для раствора с минимальной концентрацией, помещенного в выбранную кювету, величина А должна быть не менее 0,1; для раствора с максималь-
ной концентрацией А<0,8. Растворы, не удовлетворяющие таким требованиям, исключают из серии стандартных. 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.
Измерения выполняют на фотоэлектроколориметре. Измеряемые величины - оптическая плотность А и светопропускание Т, %. Они связаны соотношением А = - lg Т, т.к. Т = It/10 *100.
Устройство фотоэлектроколориметра.
Фотоэлектроколориметр необходимо включить в сеть за 10-15 мин до выполнения измерений.
Общий принцип работы. Световой поток от источника 2, отражаемый рефлектором 1, проходит через диафрагму 3 и попадает на систему светофильтров (рис. 16). Теплозащитный светофильтр 4 поглощает инфракрасные (тепловые) лучи, нейтральный светофильтр 5 поглощает ультрафиолетовое излучение. Цветной светофильтр 6 преобразует полихроматический свет в монохроматический и выделяет узкий участок спектра с определенной длиной волны. Монохроматический свет попадает в кювету 7 с раствором, при этом часть света поглощается. Прошедший через раствор свет поступает на фотоэлемент 8, где энергия света преобразуется в электрическую. Аналитический сигнал измеряют микроамперметром 9.
Рис, 16. Схема фотоэлектроколориметра КФК-2ПМ: 1 - рефлектор; 2 - источник света; 3 - диафрагма; 4, 5 и 6 - теплозащитный, нейтральный и цветной светофильтры; 7 - кювета с анализируемым раствором; 8 - фотоэлемент; 9 - микроамперметр
