4.2. Прилади для визначення концентрації речовин у розчинах методом колориметрії

Прилади для визначення концентрації речовин у розчинах методом колориметрії називають колориметрами.

У роботі використовується концентраційний фотоелектричний колориметр КФК-2.

Колориметр КФК-2 призначений для виміру коефіцієнтів пропускання T (T = I/I₀) й оптичної густини D рідинних розчинів і твердих тіл на одинадцяти ділянках довжин хвиль діапазону 315 ... 980 нм, що виділяються за допомогою світлофільтрів, а також визначення концентрації речовин у розчинах методом побудови градуювальних графіків.

Прилад застосовується на підприємствах водопостачання, металургійній, хімічній, харчовій промисловості, сільському господарстві, медицині та інших галузях.

Оптична схема колориметра КФК-2 наведена на рис. 4.3.

Рис. 4.3 – Оптична схема колориметра КФК-2:

1 – освітлювач; 2 – конденсор; 3 – діафрагма; 4 – світлофільтр;

5 – кювета з досліджуваним розчином; 6 – напівдзеркальна скляна пластина;

7 – скляна пластина; 8 – фотодіод; 9 – фотоелемент

Пучок світла від освітлювача 1 через конденсор 2, діафрагму 3 і світлофільтр 4 падає на кювету 5 з досліджуваним розчином. Пройшовши через кювету, пучок розділяється на два пучки напівдзеркальною скляною пластинкою 6. Один пучок з світла інтенсивністю І₁ = 0,9 І_о падає на фотоелемент 9, а інший з інтенсивністю І₂ = 0,1 І_о – на фотодіод 8. Сигнал з фотодіода викорис­товується при проведенні чутливих вимірювань, сигнал з фотоелемента – при грубих. Сигнал з фотоелемента або фотодіода підсилюється і подається на мікроамперметр, шкала якого градуйована в одиницях оптичної густини D і коефіцієнта пропускання T.

Загальний вигляд колориметра показаний на рис. 4.4.

Рис. 4.4 – Загальний вигляд колориметра КФК-2:

1 – мікроамперметр; 2 – освітлювач; 3 – перемикач світлофільтрів; 4 – перемикач положення кювет у світловому пучку; 5 – перемикач чутливості

Одинадцять світлофільтрів колориметра вмонтовані в диск і забезпечують проходження через кювету світла з довжиною хвилі 315, 364, 400, 440, 490, 540, 590, 670, 750, 870, 980 нм. Потрібний світлофільтр вводиться у світловий пучок поворотом диска за допомогою перемикача 3.

У кюветотримач кюветного відділення колориметра можна одночасно встановити дві кювети. Переміщення кювет у кюветному відділенні здійснюється поворотом перемикача 4.

Чутливість колориметра регулюється за допомогою перемикача 5, який має шість положень. Мінімальній чутливості приладу відповідає положення “1”, позначене червоним кольором.

Як прилад реєстрування даних застосовано мікроамперметр 1, який має дві шкали. На верхній шкалі нанесені значення коефіцієнта пропускання T, а на нижній – значення оптичної густини D.

При перемиканнях світлофільтрів перемикач 5 Чувствительность повинен знаходитись в положенні “1” (мінімальна чутливість). Це не дозволяє перевантажити прилад.

При вимірюваннях зі світлофільтрами 315, 364, 400, 440, 490, 540 нм, позначеними на лицьовій панелі колориметра чорним кольором, перемикач 5 Чувствительность встановлюють в одне з положень (“1”, “2”, “3”), позначених на лицьовій панелі також чорним кольором.

При вимірюваннях зі світлофільтрами 590, 670, 750, 870, 980 нм, позначеними на лицьовій панелі колориметра червоним кольором, перемикач 5 Чувствительность встановлюють в одне з положень (“1”, “2”, “3”), позначених на лицьовій панелі колориметра також червоним кольором.

При роботі з колориметром слід дотримуватись наступних правил.

1. При встановленні кювет у кюветотримач не торкатися пальцями поверхонь кювет, через які проходить світло.

2. Наливати рідину в кювету до мітки на бічній стінці кювети.

3. Після завершення робіт з колориметром до його вимикання перемикач 5 Чувствительность встановити в положення “1” (мінімальна чутливість), позначене червоним кольором, а ручку Установка 100 грубо – у крайнє ліве положення, і тільки після цього виключити тумблер Сеть колориметра.