Колориметрія

У методі колориметрії візуальним шляхом порівнюють інтенсивність світлових потоків, пройдених через досліджуваний і стандартний розчин. Використовують декілька методів.

В методі стандартних серій інтенсивність забарвлення досліджуваного розчину речовини порівнюється з інтенсивністю забарвлення серії стандартних розчинів різних концентрацій. При рівності концентрацій розчинів інтенсивність їх забарвлення однакова. Порівняння проводять у пробірках однакового діаметру, однакової форми, розміру і однакового скла. Звичайно користуються градуювальники пробірками місткістю 10 - 20 мл з притертими пробками (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Градуювальна пробірка

Метод зрівнювання забарвлень виконують на спеціальних приладах колориметрах, використовуючи залежність між інтенсивністю забарвлення і товщиною шару h. При рівності інтенсивностей забарвлення двох розчинів речовини з різною концентрацією С добуток С₁ ∙ h₁ одного розчину дорівнює С₂ ∙h₂ другого розчину:

Д_{1 =} Д₂; ε ∙ С₁ ∙ h₁ = ε ∙ С₂ ∙ h₂; С₁ ∙ h₁ = С₂ ∙ h₂.

Рис. 2.10. Колориметр Дюбоска

1 – окуляр; 2 – призма; 3 – циліндри занурення; 4 – циліндри; 5 – дзеркало

У методі розбавлення досліджуваний розчин розбавляють у мірному циліндрі розчинником до зрівнювання інтенсивності його забарвлення із забарвленням стандартного розчину, налитого в циліндр такого самого діаметру. В цьому методі справедлива рівність: С₁ /V₁ = С₂ /V₂, де С₁ і С₂ - концентрації стандартного і досліджуваного розчину; V₁ і V₂ - об’єм розчинів.

А п а р а т у р а. Найпростіший колориметр (рис. 2.10) складається з двох скляних циліндрів, що опускаються в стаканчики (кювети) з розчинами - стандартним і досліджуваним.

Через кювети, розчини і скляні циліндри проходять два пучки світла, інтенсивність котрих порівнюється в окулярному пристрої. При роботі з колориметром кремальєрами (ручками із шестернями і зубчатими рейками) регулюють висоту опускання скляних циліндрів, зрівнюючи забарвлення світлових потоків (див. рис. 2.10 вгорі).

Потім за шкалами визначають товщину шару розчину в кожному циліндрі і розраховують концентрацію досліджуваного розчину.

Для візуальної колориметрії застосовують більш досконалий колориметр КОЛ - 1М. За своєю будовою і принципом дії він дуже схожий на попередній колориметр. Особливості будови – наявність електроосвітлювача, диска зі світлофільтрами, захисного кожуха для кювет та деякі інші деталі. Будова цих приладів більш детально розглядається в наступному розділі.

Візуальний спосіб порівняння інтенсивності світлових потоків використовується також у фотометрах, в яких світлові потоки зрівнюють за допомогою діафрагми або оптичного клину. На цьому принципі працюють візуальні фотометри ФМ-56 і ФМС-56. При розрахунках використовують калібрувальні графіки, побудовані на стандартних розчинах.

З а с т о с у в а н н я к о л о р и м е т р і в. Колориметричний аналіз широко використовується для визначення домішок феруму і важких металів у досліджуваних пробах (зразках), забарвлення рідин і рН середовища. Домішки феруму визначають реакцією із сульфосаліциловою кислотою з додаванням розчину амоніаку або роданідом (амонію чи калію). З цими реактивами ферум утворює забарвлені сполуки, розчини яких можна досліджувати колориметрично. Домішки важких металів визначають за реакціями з натрій сульфідом у присутності оцтової кислоти, порівнюючи забарвлення із приготовленим еталоном. рН середовища колориметричним методом визначають, зрівнюючи забарвлення індикатора, доданого до аналізованого розчину, із забарвленням індикатора, доданого до буферного розчину з певним рН. Використовують індикатори, що мають перехід забарвлення в досліджуваному діапазоні рН.