Методы определения концентрации, основанные на уравнивании абсорбционности

В эту группу входят методы, в которых не измеряют значение абсорбционности ни стандартного, ни исследуемого растворов. Вместо этого значения абсорбционностей обоих растворов уравнивают (А_ст=А_х) путем изменения значений l или C одного из них. Принимая во внимание, что значение стандарта и аналита равны (одна и та же аналитическая форма), при А_ст=А_х имеем

l_стC_ст= l_хC_х. (IV.11)

Изменение толщины слоя. Для работы используют два цилиндрических сосуда с плоским полированным дном. Наблюдение ведут сверху через всю толщу раствора. Изменяя толщину слоя одного из растворов, добиваются равенства интенсивностей окраски (а следовательно, и А), после чего измеряют l_ст и l_х. Изменять толщину слоя можно, сливая часть раствора из одного из цилиндров через боковой кран (сливные колориметры). В погружных колориметрах толщина слоя изменяется за счет погружения сплошного стеклянного стержня с плоскополированными торцами. Толщина слоя определяется расстоянием от нижнего торца стержня до дна цилиндра и может быть измерена с высокой точностью (обычно 0.1 мм).

Изменение концентрации стандартного раствора. Этот метод может быть организован в двух вариантах. В методе шкалы готовят серию стандартных растворов в десяти одинаковых пробирках или цилиндрах с постоянным шагом в увеличении концентрации. Разница концентраций двух соседних растворов должна обеспечивать четко наблюдаемые различия в интенсивности их окраски. Исследуемый раствор, подготовленный аналогично стандартным, помещают в такой же сосуд и, визуально сравнивая его по интенсивности окраски последовательно с растворами стандартов, находят тот промежуток, в который попадает исследуемый раствор по своей интенсивности. Его концентрация принимается равной концентрации середины интервала с погрешностью 1/2 шага шкалы. Несмотря на кажущуюся примитивность, метод до сих пор широко используется, особенно в полевых условиях и при низких значениях абсорбционности. Чувствительность человеческого глаза при сравнении интенсивностей чрезвычайно высока, что позволяет создавать шкалу с очень малым шагом концентрации, различия интенсивностей которых уже не фиксируются обычными колориметрами. Вместо реальных стандартных растворов могут быть использованы различные имитаторы.

Вторым методом является метод колориметрического титрования. В нем равные объемы исследуемого раствора и растворителя (воды или соответствующего раствора) помещают в два одинаковых стакана. Наблюдение ведут сбоку, чтобы толщина слоя обоих растворов была одинакова. В стакан с растворителем из бюретки при постоянном перемешивании добавляют стандартный раствор аналитической формы известной и заведомо большей, чем в исследуемом растворе, концентрации. Титрование ведут до момента уравнивания интенсивностей окраски растворов в обоих стаканах. Зная концентрацию приливаемого раствора и его объем, измеренный бюреткой, рассчитывают концентрацию получившегося в результате титрования стандартного раствора сравнения с учетом разбавления при титровании. Эта концентрация равна концентрации исследуемого раствора, так как l_ст = l_х. Благодаря своей простоте и дешевизне колориметрическое титрование, как и метод шкалы, до сих пор сохраняется в практике химико-аналитических лабораторий, например, при определении марганца после окисления до перманганат-иона.

128