Методы анализа молока и молочных продуктов - Инихов Г.С.
Скачать (прямая ссылка):
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
Фотометрический метод дает возможность более точно определить концентрацию окрашенных веществ в растворе. В основу положено определение ослабления интенсивности светового потока после прохождения че-
117
рез окрашенный раствор. Зависимость интенсивности светового потока, прошедшего через слой окрашенного раствора, от толщины его и концентрации растворенного вещества подчиняется закону Бугера — Ламберта — Бера, на котором основано большинство методов колориметрического анализа, и формулируется следующим образом: оптическая плотность раствора, или экстинкция, прямо пропорциональна концентрации поглощающего вещества, толщине слоя раствора и молярному коэффициенту погашения.
Интенсивность поглощения света окрашенных растворов определяется при помощи оптических приборов-
колориметров с фотоэлементами. В фотометрии обычно используют селеновые (рис. 52) и сурьмяно-цезиевые
Поток c?emc
3 «
V
Рис. 52. Схема селенового фотоэлемента:
/ — железный электрод: 2 — полупроводник из селена; 3 — металлическое кольцо; 4 — электрод из тонкого слоя золота; 5 — гальванометр.
фотоэлементы. При освещении фотоэлемента электроны в полупроводниках, получив дополнительную энергию от квантов падающего света, проникают через запирающий слой, попадают на металлическую пленку из золота. С металлической пленки электроны через гальванометр и железную пластинку возвращаются обратно в полупроводник. Таким образом, фотоэлемент преобразует световую энергию в электрическую, которая отклоняет стрелки гальванометра пропорционально силе падающего света.
На рис. 53 приведена принципиальная схема фото-электроколориметра ФЭК-М. В основу прибора положен
118
принцип уравнения интенсивности двух световых пучков при помощи переменной щелевой диафрагмы.
Световые пучки от лампы 1, отразившись от зеркала 3 и 3', проходят через светофильтры 4 и 4', кюветы 6 и 6' и попадают на фотоэлементы 9 и 9'. Фотоэлементы включены на гальванометр по дифференциальной схеме, т. е. так, что при равенстве интенсивностей падающих на фотоэлемент световых пучков стрелка гальванометра стоит на нуле. Щелевая диафрагма 12 при вращении связанного с ней барабана 13 меняет свою ширину и тем самым ме-
3
iz
f «яет величину светового потока, падающего на фо-тоэлемент 9'. Фотометри-ческий нейтральный клин ^s' 10 служит для ослабле-
Ш, ния светового потока, па-Б fS дающего на фотоэлемент
.HD °
В правый световой пучок помещают кювету с исследуемым раствором, в левый — с растворителем. Щелевая диафрагма при этом полностью открыта (левый барабан устанавливается на 100 делений светопропускания). Оптическую плотность раствора можно измерять по левому или по правому барабану. Выбор способа зависит от диапазона измеряемых величин. Если показание оптимальной плотности для раствора с наибольшей концентрацией меньше 0,5 деления шкалы, надо взять правый барабан в области значений оптической плотности, равной 0,5— 0,15, шкала правого барабана дает большую точность.
Точность колориметрических измерений увеличивается при использовании в приборе светофильтров. Светофильтры являются окрашенными стеклами, избирательно поглощающими лучи определенной длины волны. Свето-
Рис. 53. Принципиальная схема фотоколориметра ФЭК-М:
/ — лампа осветителя; 2 к 2' — конденсоры; 3 и S' —зеркала; 4 и 4' — светофильтры; 5 и S', 7 и T — линзы; 6 и С — кюветы с растворами; 8 и 8' — призмы; ShS' — селеновые фотоэлементы; 10 и // — фотометрические клинья; 12 — щелевая диафрагма; 13 — отсчетный барабан, связанный со щелевой диафрагмой.
119
фильтры подбираются таким образом, чтобы пропускаемый ими свет поглощался исследуемым веществом. Светофильтры дают возможность выделить более или менее узкий участок спектра. Соответственно подобранный светофильтр задерживает посторонние лучи, которые исследуемое вещество не поглощает.
Если спектрометрическая кривая вещества не известна, определяют поглощение лучей каждым светофильтром и выбирают тот, который покажет при измерении наибольшее поглощение (табл. 17).
Таблица 17
Область
Окраска исследуемого поглоще- Цвет светофильтра Длина волны
раствора I VK лучей пропускаемого
раствором, HM света , HJK
Желто-зеленая . . . 400—450 Фиолетовый . . . . 400- -430
450-480 Синий ...... 420- -450
480—490 Зелено-синий . . . . 430- -460
Красная ..... 490—500 Сине-зеленый . . . . 460- -500
Пурпуровая 500—560 490 530
Фиолетовая . . . . Синяя ....... 570-575 575 - 590 Желто-зеленый . . . Желтый...... J 520- -550
Зелено-синяя . . . . 590-625 Оранжевый ..... 590
.Сине-зеленая . . 625—700 600.- -630
Перед началом работы к фотоэлектроколориметру подключают источник энергии через стабилизатор напряжения для лампы накаливания 1, которую включают в цепь за 15 мин до проведения определения. Арретир устанавливают в положение «открыто», а гальванометр ручкой 8 на 0 (рис. 54). Поворотом круга выдвигают нужный светофильтр, пропускающий свет, активно поглощаемый исследуемым веществом.
При измерении оптической плотности по левому барабану в правый световой пучок от лампы накаливания 1 помещают кювету с исследуемым раствором, в левый — кювету с растворителем (или с холостым раствором). Щелевая диафрагма при этом должна быть полностью открыта. Левый барабан 12 рукояткой устанавливают на шкале светопропускания на делении 100. Вследствие
