Спектрофотометрія

Спектрофотометрія (абсорбційна) — фізико-хімічний метод досліджень розчинів і твердих речовин, оснований на вивченні спектрів поглинання в ультрафіолетовій (200-400 нм), видимій (400-760 нм) та інфрачервоній (>760 нм) областях спектра. Основна залежність, що вивчається у спектрофотометрії – залежність інтенсивності поглинання падаючого світла від довжини хвилі.

Спектрофотометрія широко застосовується при вивченні будови і складу різних сполук (комплексів, барвників, аналітичних реагентів тощо), для якісного і кількісного аналізу речовин (визначення слідів елементів в металах, сплавах, технічних об'єктах). Прилади спектрофотометрії — спектрофотометри СФ-4; СФ- 8; СФ-46;СФ-56; СФ-2000, СФ-102; СФ-104; СФ-201.

Спектрофотометрія, як і колориметрія, основана на законі світло поглинання - законі Бугера – Ламберта – Бера. Прилади, які застосовуються в спектрофотометрії, більш складніші, ніж прилади, які використовуються в фотоколориметрії. Найбільш точним і зручними в роботі являються спектрофотометр СФ – 4. Прилад забезпечений кварцовою оптикою і дозволяє вимірювати оптичну густину або пропускання в області 210-1100 нм, тобто охвачує ближню ультрафіолетову, видиму і ближню інфрачервоні області спектра.

Спектрофотометричний метод ґрунтується на вимірюванні за допомогою спектрофотометра світлопоглинання розчину в монохроматичному потоці світла. Світлопоглинання в спектрофотометрі також вимірюється фотоелементами. Та в ньому є призма, або дифракційна решітка і щілина, які дозволяють розкласти світловий потік на спектр, відібрати і направити в кювету з досліджуваним розчином світло з необхідною довжиною хвилі, або світловий потік з вузькою ділянкою спектра, який поглинає досліджувана сполука розчину.

Фотоколориметри

Крім візуальних методів застосовують також фотоколориметричні, які ґрунтуються на вимірюванні оптичної густини або пропускання за допомогою фотоелементів. Фотоелемент являє собою металеву пластинку, покриту шаром напівпровідника (селеном, сріблом, сульфатом тощо). Світловий потік, попадаючи на фотоелемент, збуджує в ньому електричний струм. У звичайних умовах сила струму не пропорційна інтенсивності світлового потоку. Тому необхідна побудова калібрувальної кривої.

Розрізняють дві основні групи фотоколориметрів: однопроменеві з одним фотоелементом і двопроменеві з двома. Схема однопроменевого фотоколориметра показана на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Схема однопроменевого фотоколориметра

Світло від лампи (1) проходить спочатку через лінзу (2) і регулюючу діафрагму (3), біля якої поміщають світлофільтр. Потім світло проходить через кювету (4), яка містить забарвлений розчин, і попадає на фотоелемент (5), що сполучений з гальванометром (6).

Для роботи з цим колориметром потрібно попередньо приготувати серію стандартних розчинів з точно відомими концентраціями досліджуваної речовини. Кожний стандартний розчин наливають у кювету і визначають силу струму за гальванометром. За отриманими результатами будують графік залежності сили струму розчину від його концентрації, тобто будують калібрувальну криву. Потім визначають силу струму досліджуваного розчину і за калібрувальною кривою визначають його концентрацію. За однопроменевою схемою сконструйовані фотоколориметри КФК - 2, КФК - 3М та деякі інші.