7. Рефрактрометричний метод аналізу

Метод аналізу розчинів, який ґрунтується на вимірюванні показника заломлення, як функції концентрації визначуваної речовини називається рефрактометрією.

Рефрактометрія як дуже швидкий і простий метод широко використовується для визначення концентрації речовин у розчинах в цукровій, харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Часто даний метод використовують в комбінації з іншими, а також для створення детекторів для рідкісної хроматографії.

Для вимірювання показника заломлення рідин використовують прилади – рефрактометри, які основані на вимірюванні кута повного внутрішнього відображення. Відомі два типа рефрактометрів - Пульфриху і Аббе (рис. 4.2.2.).

Показник заломлення залежить від температури і довжини хвилі світла, що використовується. Тому в рефрактометрах передбачена підтримка сталої температури блока призми. Можна також вносити температурні поправки або враховувати температурну залежність при побудові калібрувальних графіків.

Ціна поділки шкали 0,001. Десятитисячні долі оцінюються приблизно.

Рисунок 4.2.3 – Зовнішній вигляд рефрактометра ІРФ–454:

1 – призмений блок; 2, 3 – маховички; 4 –шторка; 5 –окуляр

8. Поляриметричний метод

Поляриметрія – метод кількісного аналізу, що ґрунтується на здатності

деяких речовин (оптично активних) обертати площину поляризації видимого

електромагнітного випромінювання. Ця властивість пов’язана з особливостями

будови молекул речовини, наприклад, присутністю в них асиметричних атомів

Карбону. Кут обернення площини поляризації (β) залежить від концентрації

оптично активної речовини в розчині.

β = ℓ α·с, (5.3.1)

де β – кут обернення площини поляризації, 0S; ℓ − довжина променю в розчині, см;

α – питоме обернення площини поляризації – коефіцієнт рівний куту обернення

Речовини можуть обертати площину поляризації вправо “+” або вліво “-“.

Питоме обернення площини поляризації залежить від природи речовини, довжини

хвилі поляризуючого світла, температури і природи розчинника.

Поляриметричні кювети – це скляні або металічні трубки, які калібровані за довжиною і закриваються з торців скляними віконцями. Перед заповненням кювети її слід ополоснути невеликою кількістюаналізованої речовини. Для заповнення кювети відвірчують прижимну гайку з одного боку трубки і заливають в неї розчин, так щоб він утворював випуклий меніск над торцем кювети.

Оптична схема поляриметра-сахариметра:

1 – джерело світла; 2 – лінза; 3 – поляризатор; 4 – кювета; 5 – аналізатор; 6 - окуляр

9. На прикладі пояснити сутність застосування методу калібрувального графіку для аналізу досліджуваної проби.

При використанні графічного способу визначення концентрації розчину речовини будують калібрувальний графік у координатах n-C, вимірюють показник заломлення розчину і за графіком знаходять відповідну концентрацію.

Прямі методи кількісних визначень за допомогою фізико-хімічних вимірювань поділяються на:

а) Метод градуювального графіку (МГГ). В цьому методі вимірюють інтенсивність аналітичного сигналу (І) для декількох стандартних розчинів та будують градуювальник графік зазвичай у координатах І=f(С), де С-концентрація речовини у стандартних розчинах. Потім в тих самих умовах вимірюють інтенсивність сигналу у пробі, яка аналізується, та за градуювальним графіком визначають концентрацію речовини у цій пробі (рис. 1).

б) Метод молярної властивості (ММВ) або метод порівняння зі стандартом. При виконанні цього метода вимірюють аналітичний сигнал для декількох стандартних розчинів та розраховують константу А, яка характеризує молярну властивість речовини: А=І/С. Потім в тих само умовах вимірюють інтенсивність сигналу для аналізованого розчину та за співвідношенням С=І/А розраховують концентрацію аналізованого компонента;

в) Метод добавок (МД). Спочатку вимірюють інтенсивність сигналу аналізованого розчину:

І_х=АС_х

потім до цього ж розчину додають відомий об’єм стандартного розчину з концентрацією С_ст. і знову вимірюють інтенсивність сигналу:

І_х+ст.=А(С_х+С_ст)

тоді: А=І_х/С_х=І_х+ст./(С_х+С_ст)=А, звідси:

С_х=С_стІ_х/(І_х+ст - І_х) (2)

де, І_х – інтенсивність аналітичного сигналу аналізованого розчину;

І_х+ст – інтенсивність аналітичного сигналу після додавання стандартного розчину.

Рівняння (2) можна розв’язати графічно.

Метод молярної властивості та метод добавок вимагають чіткого виконання співвідношення