2.1.2 Колориметрия

 

Впервые колориметрический метод введен в практику анализа К. Гейне (1845). В методе колориметрии определение интенсив­ности светового потока, прошедшего через раствор вещества, производится визуальными способами, путем сравнения с интен­сивностью светового потока, прошедшего через стандартный раст­вор. Сравнение интенсивностей световых потоков осуществляют методами стандартных серий, уравнивания окрасок и разбавления,

В методе стандартных серий интенсивность окраски анализи­руемого раствора вещества сравнивается с интенсивностью окраски стандартных растворов различных концентраций. По закону Бугера-Ламберта-Бера при равенстве концентраций растворов их поглощения равны (при прочих равных условиях):

(5)

При проведении анализа этим методом готовят стандартный раствор вещества, из него приготавливают серию разведений с известной концентрацией и помещают полученные растворы в про­бирки одинакового диаметра. Анализируемый раствор наливают в пробирку такого же диаметра, уравнивая тем самым толщину слоя, и сравнивают интенсивность окраски анализируемого раствора с интенсивностью окраски пробирок со стандартными растворами. При равенстве окрасок концентрации растворов равны. Метод стандартных серий имеет невысокую точность (5…10 %) и исполь­зуется для приближенной оценки содержания веществ.

Метод уравнивания окрасок выполняют на специальных при­борах – колориметрах. В этом методе используют зависимость между интенсивностью окраски и толщиной слоя. Если сравнивать два раствора вещества с различным поглощением и , то при равенстве поглощений произведение концентрации на толщину слоя одного раствора равно произведению концентрации на толщину слоя второго раствора:

откуда

(6)

2.1.3 Фотоколориметрия

 

 

В фотоколориметрии измерение интенсивности световых пото­ков проводят с помощью фотоэлементов. Применение фотоэлемен­тов позволило повысить чувствительность и точность фотометрического анализа. В фотоколориметрии для работы используют специальные приборы – фотоколориметры.

Схема фотоколориметра составлена таким образом, что при измерении на приборе фиксируются единицы поглощения анали­зируемого раствора. Наибольшее распространение получили фото­колориметры, работающие по двухлучевой (дифференциальной) схеме.

Спектральные приборы предназначены для качественного и количественного анализа веществ на основании измерения и исследования их спектров в оптическом диапазоне длин волн (10^-3 – 10³ мкм) (рисунок 1).

Рисунок 1- Схема электрофотокалориметра

Определение концентрации растворов на фотоколориметрах производят обычно с помощью калибровочного графика, методом добавок или методом сравнения. При построении калибровочного графика предварительно выясняют подчинение изменений погло­щения закону Бугера. Чувствительность фотометрических опре­делений согласно закону Бугера зависит от величины молярного поглощения вещества или продукта его реакции. Руководствуясь цветом и величиной моляр­ного поглощения, подбирают максимум поглощения (светофильтр), реактив для фото­метрических определений, растворитель или экстрагент. Например, для определения Fe³⁺ из двух реактивов – салициловой кислоты ( =1,6*10^-3) и тиоцианата калия ( = 7,0*10³) – боль­шую чувствительность дает второй ( > ). Определение Fe³⁺ с KSCN лучше вести не в водной ( = 7,0*10³), а в аце­тоновой среде ( = 1,5*10⁴), так как при использовании второго растворителя поглощение комплекса Fe(SCN)₃ в два раза больше (1,5*10⁴/7,0*10³ = 2,1).