Часть 7. Оптические методы анализа воды

§1. Фотоколориметрические анализаторы воды

Работают в видимой области спектра.

Оптические приборы также называют абсорбционными, т.к. они основаны на поглощении света в определенной части спектра.

Принцип их действия основан на законе Бугера – Ламберта – Бера: ;

_сl=D– оптическая плотность

I₀– интенсивность падающего (зондирующего) потока

I_пр– интенсивность прошедшего через вещество потока

_– коэффициент поглощения на данной длине волны

с – концентрация

l– толщина просвечиваемого слоя (длина кюветы)

Принципиальная схема

1 – источник излучения

2 – светофильтры, установленные на обтюраторе – 3

4 – кювета, заполненная анализируемой средой

5 – фотоприемник

6 – измерительная схема

7 – показывающий прибор

Фотоколориметры определяют зависимость интенсивности излучения от окраски.

При фотоколориметрическом анализе проводится избирательная реакция с определяемым компонентом любой анализ требует предварительной градуировки прибора.

С = (D)

: 1) высокая избирательность

2) отсутствие контакта с анализируемой средой

Недостатки: 1) необходимость предварительной градуировки пользователем под конкретное вещество

2) это лабораторные приборы

Используются для определения: фенола в воде, хлора в воде, NH₃

§2. Ик анализаторы

Используется поглощение в ИК области спектра

Принципиальная схема та же самая, отличается источником, фильтрами и приемником.

Используются для определения загрязнения воды нефтепродуктами.

Сначала экстракция нефтепродуктов из воды, а затем анализ (фотометрирование).

Для экстракции используют растворители.

§3. Флюорисцентные приборы

Принцип вторичного излучения. В зависимости от причины, люминесценция делится на: 1) хемилюминесценция (химическая реакция);

2) флюоресценция (от источника света)

3) радиолюминесценция (радиоактивное излучение).

При мониторинге воды используется флюоресценция. Для определения загрязнения используются микроорганизмы, которые флюорицируют.

Принципиальная схема

1 – источник возбуждающего излучения

2 – фильтр узкополосный

3 – оптическое стекло

4 – кювета

5- светофильтр, который выделяет- излучение люминесценции

6 – фотоприемник

7 – измерительная схема

Используются только как лабораторные приборы из-за сложности анализа и легкого тушения люминесценции другими веществами.

Изучит самостоятельно: оптические приборы и методы определения твердых веществ в воде (мутности) – турбидиметры, нефелометры.

_____________________________________________________________________________

Методы и приборы контроля сточных вод

Методы и приборы	Измеряемая физическая величина	Определяемый компонент	Порог обнаружения	Особенности
1. Кондуктометрия: – кондуктометры – счетчики Coulter’a	Теплопроводность 	1) общее солесодержание 2) счетная концентрация и дисперсия 3) электропроводность		Метод не избирательный
			0,3 мкм
			10-8 Сим/см
2. Потенциометрия: – рН метры – ионометры	Потенциал электрода	Ca2+; Na+; K+; Cl-; Mg2+; I-; NO3-; H+; pCO2	10-4 моль/л	Требует специальных мер защиты мембраны от загрязнений
3. Амперометрия: датчики Кларка	Ток	Растворенный О2	0,5 мг/л	Сложность: периодическая замена электролита
4. Полярография	Предельный диффузионный ток	Pb; Zn; Cu; Cd; Hg; Pt; Ni; Mg	10-8 моль/л
5. Оптические			0,001 %
6. Оптические для определения счетной концентрации твердых веществ	Интенсивность светового потока		0  105 частиц/см3	Возможность загрязнения оптических окон и неоднозначность показаний при попадании нескольких веществ

1)

1– излучатель в видимой области спектра

2 – оптические окна

3 – фотоприемник

4 – электронный счетчик

2) Датчики

1 – серебряный электрод

2– свинцовый электрод

3 – вторпластовая мембрана, которая избирательна для ионов О₂

4 – корпус ячейки

5 – пластиковая мембрана для компенсации атмосферного давления