1.3 Прибор. Описание схемы прибора

Фотометр фотоэлектрический КФК-3-01-≪ЗОМЗ≫ предназначен для измерения спектрального коэффициента направленного пропускания оптической плотности и скорости изменения оптической плотности прозрачных жидкостных растворов, а также для определения концентрации веществ в растворах после предварительной градуировки фотометра.

Схема прибора приведена в приложении 1.

Нить лампы (1) изображается конденсором (2) в плоскости диафрагмы Д1 (0,8 х 4,0), заполняя светом щель диафрагмы. Далее диафрагма Д1 изображается вогнутой дифракционной решеткой (4) и вогнутым зеркалом (5) в плоскости такой же щелевой диафрагмы Д2 (0,8 х 4,0). Дифракционная решетка (6) и зеркало

создают в плоскости диафрагмы Д2 растянутую картину спектра. Поворачивая дифракционную решетку вокруг оси параллельной штрихам решетки, выделяют щелью диафрагмы Д2 излучение любой длины волны от 315 до 990 нм. Объектив (7, 8) создает в кюветном отделении слабо светящийся пучок света и формирует увеличенное изображение щели Д2 перед линзой (10). Линза (10) сводит пучок света на приемнике (11) в виде равномерно освещенного светового кружка.

Для уменьшения влияния рассеянного света в ультрафиолетовой области спектра за диафрагмой Д1 установлен световой фильтр (3), который работает в схеме при измерениях в спектральной области 315—400 нм, а затем автоматически выводится. В кюветное отделение (между объективом 7, 8 и линзой 10) устанавливаются прямоугольные кюветы (9).

2 Практическая часть пм.01 Подготовка химической посуды, приборов и лабораторного оборудования

2.1 Подготовка к анализу

Подготовка пробы

Пробу бактериальной суспензии центрифугируют в течении 10мин со скоростью 4000 об/мин и на анализ отбирают прозрачный слой.

Для устранения мешающих примесей производят предварительную отгонку аммиака из анализируемой пробы при pH=7.1-7.4 или сильно щелочной среды, в зависимости от матрицы пробы.

Подготовка катионов

Катиониты и уголь активированный готовят к работе по ОСТ 34-70-953.2

Приготовление безаммиачной воды

Дистиллированную воду пропускают через катионит в H⁺ форме и активированный уголь в условиях ОСТ 34-70-953.2 (3.4.1 и 3.2). Проверяют на наличие аммиака реактивом Несслера в условиях проведения холостого опыта. Допускаемое значение оптических плотностей составляют менее 0,05( =425 нм) или 0,03( .Безамиачную воду применяют для приготовления реактивов и разбавления пробы.

Приготовление раствора сегнетовой соли

Взвешивают(50,0±0,1)г сегнетовой соли, растворяют в 100 см³ безаммиачной воды и фильтруют через фильтр «белая лента».Первый раствор хранят в склянке из темного стекла в темном месте. Раствор используют до появления хлопьев или осадка.

Приготовление фосфатно-буферного раствора с pH(7.1-7.4)

В стакан вместимостью 250 см³ вносят навеску однозамещенного

фосфорнокислого калия массой (14,3±0,1)г и (90,15±0,05)г двухзамещенного

фосфорнокислого калия ,растворяют около 200 см³ безаммиачной воды,

количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1 дм³ и доводят объем до метки этой же водой. Срок хранения 3 месяца.

Приготовление раствора серной кислоты с молярной концентрацией С(1/2 H₂SO₄)=0,1 моль/дм³

Готовят 10 кратным разбавление дистиллированной воды раствора H₂SO₄ с молярной концентрацией С(1/2 H₂SO₄)=0,1 моль/дм³, приготовленного по ГОСТ 25794.1. Применяют свежеприготовленным.

Приготовление раствора гидроксида натрия с массовой долей 40%

(100±0,5)г гидроксида натрия (калия) растворяют небольшими порциями в фарфоровом стакане в 150 см³ свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой. После охлаждения до комнатной температуры раствор переносят в полиэтиленовый сосуд и закрывают полиэтиленовой крышкой.Срок хранения неограничен. Раствор предохраняют от попадания углекислоты, как указано в ГОСТ 4517(2.41). При появлении осадка раствор отстаивают и прозрачный раствор осторожно сифонируют.

Приготовление градуировочного раствора аммонийного азота с содержанием 0,01мг/см³ азота (раствора Б)

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят пипеткой 10 см³ раствора А, доводят объем до метки безаммиачной водой и перемешивают. Применяют свежеприготовленным.

Установление градуировочной характеристики

Готовят серию стандартных образцов для градуировки (ОГ№1-7) с

содержанием азота в фотометрируемом растворе соответственно,

0 (холостой опыт); 0,005; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05 мг. Для этого в мерный цилиндр с притертой крышкой вместимостью 50см³ вносят пипеткой 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 см³ градуировочного раствора Б, доводят до 50см³ безаммиачной водой, вносят пипеткой 2 см³ раствора сегневатой соли, 1см³ реактива Несслера, перемешивают и через 10 мин замеряют оптическую плотность растворов в кювете с толщиной поглащающего свет слоя жидкость

50нм, по отношению к дистиллированной воде, при длине волны =(440±5)нм

для КФК-2 и =(425±3)нм для КФК-3.

Готовят и фотометрируют вторую серию образцов для градуировки (ОГ),повторяя все операции приготовления градуировочного раствора аммонийного азота с содержанием 0,01мг/см³ азота (раствора Б).

Находят средние арифметические значения разности оптических плотностей рабочего и холостого опытов для градуировочных образцов двух серий с одинаковыми концентрациями (Di) и проводят контроль сходимости. Результаты измерений (di₁, di₂) считаются приемлимимы для вычисления среднеарифметического значения, если расхождения между ними удовлетворяют условию.

| di₁ -di₂|≤Y_гр* Di,

di₁, di₂-значения разности оптических плотностей рабочего и холостого опытов, соответвующие первой и второй сериям ОГ;

Y_гр-норматив контроля сходимости градуировочного графика.Для ОГ№2 Y_гр=0,20, для ОГ№3 Y_гр=0,09, для остальных Y_гр=0,06;

Di- среднее арифметическое значение разности оптических плотностей рабочего и холостого опытов для двух серий для каждого i-того ОГ.

Если указанное требование не выполняется,готовят и фотометриуют дополнительные ОГ. Средние арифметические значения разности оптических плотностей рабочего и холостого опытов Di и произведение (Y_гр* Di) записываются с такой же точностью, что и величину оптической плотности.

По полученным данным строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс содержание азота в фотометрируемом растворе в миллиграммах, по оси ординат- соответствующее среднее арифметические значения разность оптических плотностей рабочего и холостого опытов Di.Рекомендуемы масштаб графика:15мм соответвуют 0,005мг азота и 20 мм-значению оптической плотности, равному 0,1.

Если градуировочная зависимость подчиняется линейному уравнению C_i=K Di,то вычисляют градуировочный коэффициент по формуле:

K= , где

K- градуировочный коэффициент;

C_i –соединение азота в фотометрируемом растворе для каждого i-того ОГ,мг.

Значение градуировочного коэффициента округляют до третьего десятичного разряда.