Спектры поглощения
Спектры поглощения строят в координатах А=f(λ) или ε=f(λ). Длина волны, при которой наблюдается максимальное поглощение света, обозначается через λmax, молярный коэффициент – εmax. Область максимального поглощения лучей характеризуется также размытостью максимума поглощения – интервалом длин волн, отвечающим половинным значениям ε или А.
ε
λmax
является
важной оптической характеристикой
вещества. В количественном анализе
оптическую плотность растворов измеряют
при λmax,
при которой обеспечивается максимальная
чувствительность и точность.
λ1/2max λmaxλ1/2max λ, нм
На рисунке видно, что при одной и той же погрешности измерения оптической плотности погрешность измерения концентрации выше для случая измерения при длине волны, не соответствующей λmax , т.е. (ΔС2) выше ΔС1 .
Чувствительность фотометрических методов
Для оценки чувствительности метода используют εmax.
В настоящее время признается Amin = 0,01. В большинстве случаев ε не превышает 50000. При l=1 см имеем:
Практически Сmin составляет 10-5 – 10-6 моль/дм3.
Основные узлы приборов абсорбционной спектроскопии
-источник света;
-монохроматизатор света;
-кювета с исследуемым веществом;
-приемник света;
-оптическая система, состоящая из линз, призм и зеркала, которая служит для создания параллельного пучка света;
- система для уравнивания интенсивности световых потоков (диафрагмы, оптические клинья).
Рассмотрим схему однолучевого адсорбционного спектрометра, которые наиболее пригодны для измерений, выполняемых на одной длине волны.
2
1
3 4 5
6
Схема однолучевого адсорбционного спектрометра.
1 – источник света, 2-устройство выделения спектрального интервала (монохроматор, фильтр); 3 – кюветное отделение; 4 – фотоприемник; 5 – усилитель; 6 индикатор выходного сигнала.
Свет от источника освещения проходит через монохроматизатор и падает на кювету с исследуемым образцом. Интесивность монохроматического света, прошедшего через кювету, измеряется приемником света.
Светофильтры
Для того чтобы из всей видимой области спектра выделить лучи определенных длин волн при фотоколориметрических определениях на пути световых потоков перед поглощающими растворами помещают избирательные поглотители света, называемые светофильтрами. Светофильтры пропускают лучи лишь в определенном интервале длин волн с полушириной пропускания λ1/2max – λ`1/2max и практически полностью поглощают лучи других длин волн. Наиболее эффективные стеклянные узкополосные светофильтры характеризуются размытостью максимума пропускания 20-30 нм. Светофильтры для фотометрирования выбирают так, чтобы максимум светопоглощения раствора соответствовал максимуму пропускания (минимуму поглощения) светофильтра.
На практике оптимальный светофильтр подбирают экспериментально: светофильтр, при котором абсолютное значение или разность оптических плотностей ΔА двух стандартных растворов с концентрациями С1 и С2 получается максимальной, является наиболее подходящим для фотометрирования данного окрашенного раствора.