Питання для самоконтролю

1. У чому полягає суть методу нефелонометрії?

2. У чому полягає суть методу турбідіметрії?

Колориметр кол-1м

Колориметр КОЛ-1М (рис. 2.2) складається зі штатива (1), на якому закріплені освітлювач (2), столик (3), скляні стержні (4) і фотометрична голівка (10) з диском світлофільтрів (13). У верхню частину корпусу освітлювача (3) вставляють патрон з лампою (4), який можна рухати вздовж труби корпуса. Три гвинта (5) служать для регулювання лампи. На столику (6) є пази для кювет і штифт, що обмежує переміщення кювет (7) до певного положення. При обертанні маховичків (9) стержні роздільно переміщаються і можуть опускатись до дотикання з дном кювета або підніматись вгору до упору. З кожним стержнем зв’язаний ноніус (17), що сполучений з призмою (14). При переміщенні стержня ноніус дає відлік за шкалою (16) з точністю до 0,1 мм. У диску є сім світлофільтрів і один вільний отвір, який дозволяє колориметрувати без них, а віконце (18) служить для видалення світлофільтрів. При вмиканні кожного світлофільтра в оптичну систему у віконці (19) можна бачити номер цього світлофільтра.

Рис. 2.2. Колориметр КОЛ-1М

Наведення окуляра на чіткість лінії поділу поля зору проводять обертанням кільця з різьбою (11); на окуляр надітий ебонітовий очник (12). У робочому положенні на прилад надівають кожух (15), який захищає прилад від стороннього світла.

Проведення за допомогою цього приладу вимірювань і обчислення результатів подібні вимірюванням і обчисленням для колориметра Дюбоска.

Завдання для самоконтролю знань:

Опрацювати навчальний матеріал.

Схематично зобразити колориметр КОЛ-1М та вказати його основні вузли

Рекомендована література /2.6, 2.8/

Питання для самоконтролю

1. У чому полягає принцип роботи колориметра КОЛ-1М?

2. Поясніть різницю між колориметром-нефелометром Дюбоска і КОЛ-1М.

3. Де використовують у роботі колориметр КОЛ-1М?

Нефелометри

Нефелометр НФМ

Нефелометричний і турбідіметричний методи застосовують для аналізу суспензій, емульсій, різних зважених речовин і інших каламутних середовищ. Інтенсивність пучка світла, що проходить через таке середовище, зменшується за рахунок розсіювання і інших процесів взаємодії світла із зваженими частинками.

Нефелометричний метод визначення концентрації оснований на вимірюванні інтенсивності світла, розсіяного зваженими частинками, а турбідіметричний – на вимірюванні інтенсивності світла, що пройшло через те середовище.

Нефелометр НФМ призначений для визначення концентрації колоїдних розчинів, суспензій і емульсій. Принцип дії приладу ґрунтується на зрівнюванні двох світлових потоків, розсіяних розчином і розсіювачем.

Обидва світлових потоки попадають в око спостерігача, який спостерігає зорове поле у вигляді кола, розділеного навпіл. Відлік починають у момент однакової освітленості всього видимого поля. Вимірювання проводять за червоною шкалою вимірювального барабана, яка показує розсіювальну здатність розчину.

Оптична схема нефелометра НФМ зображена на рис. 2.3.

Світло від лампи розжарювання 1 проходить через скляну пластинку 2, конденсор 3 і попадає в кювету 4, яка розташована в камері з дистильованою водою. Камеру з водою застосовують для того, щоб зменшити розсіювання світла стінками кювети. Світловий потік, що пройшов через кювету, гаситься в світлопастці 5, а частина світлового потоку, розсіяного частинками зависей в кюветі 4 і скляним розсіювачем 17, збираються насадковими лінзами 6 і 16. Утворені два пучки проходять через діафрагми 7 і 15, які пов’язані з відліковими барабанами і об’єктивами 8 і 14, і направляються в ромбічні призми 9 і 13. Бі-призма 10 дає можливість спостерігати в полі зору окуляра 12 інтенсивність двох пучків світла. При нефелометричних визначеннях на шляху світла вводять світлофільтри 11, застосування яких нівелює різницю у відтінках двох світлових потоків.

Рис. 2.3. Оптична схема нефелометра НФМ:

1 - лампа розжарювання; 2 - скляна пластинка; 3 - конденсор; 4 - кювета;

5 - світлопастка; 6, 16 - насадкові лінзи; 7, 15 - диафрагми; 8, 14 – об’єктиви; 9, 13 - ромбічні призми; 10 – бі-­призма; 11 - светофильтры; 12 - окуляр; 17 - розсіювач

Будова приладу

На стійці з основою встановлена опорна планка, на якій закріплені фотометрична голівка і нефелометрична приставка. Фотометрична голівка містить у собі діафрагму з барабанами відліку, диск зі світлофільтрами і окуляр. До нефелонометричної приставки входять лампа розжарювання, камера, в яку заливають дистильовану воду і поміщають кювету з колоїдним розчином, та диск із розсіювачами.

Рис. 2.4. Нефелометр НФМ

1 - основа стійки; 2 - стійка; 3 – барабан відліку; 4 - опорна планка; 5 - окуляр; 6 - диск зі світлофільтрами; 7 - фотометрична голівка; 8 - камера з дистильованою водою; 9 - лампа розжарювання; 10 - нефелонометрична приставка; 11 - диск із розсіювачами

Штекери від освітлювальної лампи під’єднують до гнізд трансформатора (напруга 6 В). Камеру ретельно промивають і заливають дистильованою водою так, щоб її рівень був трохи вище лінзи. Кювету - пробірку заповнюють колоїдним розчином, закріплюють на кришці і поміщають у камеру. Обертаючи диск, встановлюють світлофільтр, колір якого близький до кольору колоїдного розчину. Барабани відліку встановлюють на нуль за червоною шкалою, що відповідає повністю відкритим діафрагмам. Для вимірювання розсіювальної здатності розчину змінюють ширину лівої діафрагми обертанням лівого відлікового барабана до зрівнювання освітленості обох половин видимого поля. Відлік проводиться за червоною шкалою лівого барабана (рис. 2.4).

Завдання для самоконтролю знань:

1. Вивчити і коротко законспектувати зміст питання.

2. Зобразити оптичну схему нефелометра

Рекомендована література /2.6, 2.8/

Питання для самоконтролю

1. У чому полягає принцип роботи нефелометра?

2. Де і для яких цілей використовують нефелометри?

Турбідіметри

Для турбідіметричних вимірювань придатні колориметри, фотометри і турбідіметри.

Рис. 2.5. Турбідіметр ТURB 430

Рис. 2.6. Турбідіметр 2100N

Завдання для самоконтролю знань:

1. Вивчити і коротко законспектувати зміст питання. Схематично зобразити зовнішній вигляд будь-якого турбідіметра

Рекомендована література /2.6, 2.8/

Питання для самоконтролю

1. У чому полягає принцип роботи турбідіметра?

2. Де і для яких цілей використовують турбідіметри?

Фотоколориметр ФЕК - 56М

Колориметри фотоелектричні двопроменеві типу ФЕК - 56М, ФЕК - 56 призначені для вимірювання пропускання або оптичної густини розчинів і визначення концентрацій речовин у розчинах фотометричними методами. Прилади дозволяють також проводити турбідіметричні вимірювання, тобто відносні виміри інтенсивності розсіювання зависей, емульсій і колоїдних розчинів у світлі, що проходить через них.

Вище згадані фотоколориметри мають загальну оптичну схему (рис. 2.7).

Світловий потік від джерела світла, проходячи через світлофільтр попадає на призму, яка ділить потік на два: лівий і правий. Потім паралельні потоки проходять через кювети, діафрагми і попадають на фотоелементи, що підключені через підсилювач до мікроамперметра. У правий світловий потік вводять кювету з розчинником (або розчином порівняння) або кювету з досліджу­ваним розчином. Діафрагма при обертанні зв'язаного з нею барабана змінює значення світлового потоку, що попадає на правий фотоелемент. Правий барабан є вимірювальним, а лівий – компенсувальним.

Рис. 2.7. Оптична схема фотоколориметрів ФЕК - 56, ФЕК - 56М

1 - джерело світла; 2 - світлофільтр; 3 - призма; 4 - кювета з розчинником або розчином порівняння; 4 - кювета із досліджуваним розчином; 5 - діафрагма; 6 - компенсаційна діафрагма; 7 – фотоелементи

Рис. 2.8. Зовнішній вигляд ФЕК - 56М

1 - мікроамперметр; 2 - кришка кюветного відділення; 3 - ручка шторки для перекривання світлових каналів; 4, 9 - ручка регулювання чутливості приладу;

5 - ручка переміщення кювет; 6 – ручка діафрагми; 7 - барабан зі шкалою Т(чорна) і А (червона); 8 - ручка компенсуючої діафрагми; 10 - ручка для встановлення стрілки мікроамперметра на "0”; 11 - ручка переміщення світлофільтрів

Рис.2.9. Зовнішній вигляд ФЕК-56М у комплекті

Більш рання модель двопроменевих фотоколориметрів ФЕК-56 має індикаторну лампу замість мікроамперметра. У новіших моделях можливе застосування виносних мікроамперметрів, які можна приєднувати до приладу. Фотоколориметр ФЕК-56М вже має вмонтований мікроамперметр у корпусі приладу (рис. 2.8, 2.9).

Методика роботи з приладами ФЕК - 56, ФЕК - 56М:

1. Роботу починають через 15-20 хв після вмикання.

2. При роботі з деякими світлофільтрами, світловий потік буває дуже сильним, що викликає нестабільність роботи приладу (коливання стрілки). Необхідно зменшити чутливість схеми, повертаючи ручку чутливості за годинниковою стрілкою; або, якщо нестабільність залишається високою, встановити в потік променів поглиначі, які додаються до приладу. Вони встановляються в кюветному відділені.

3. Вимірювання проводять при закритій кришці кюветного відділення. Спочатку встановлюють „електричний нуль” приладу. Для цього перекривають шторками світлові потоки і обертають ручку встановлення стрілки мікроамперметра на нуль. Потім шторки відкривають.

4. Ручкою переміщення світлофільтрів вводять відповідний світлофільтр.

5. Ручкою чутливості приладу встановлюють чутливість електросхеми

(1-3 ділення мікроамперметра при розкриванні вимірювальної діафрагми відповідною ручкою на 1% пропускання).

6. У лівий світловий потік на весь час вимірювання поміщають кювету з розчинником („холостим” розчином). Це розчин порівняння. У правий - досліджуваний розчин. Правим барабаном встановлюють відлік 100 за шкалою пропускання. Лівим барабаном встановлюють „0” на приладі.

7. Ручкою переміщення кювет у правому потоці кювету з розчином заміняють на кювету з розчинником. При цьому проходе зміщення стрілки установленої на „0”. Обертанням правого вимірювального барабана досягають початкового нульового положення стрілки на приладі і проводять відлік пропускання (оптичної густини) досліджуваного розчину за шкалою цього самого барабана.

8. При вимірюванні концентрації речовини необхідно правильно вибрати світлофільтр. У випадку, коли спектр поглинання речовини невідомий, світлофільтр повинен бути підібраний такий, який дає найбільшу оптичну густину.

9. Вибір кювети - визначається оптимальним діапазоном вимірюваних оптичних густин.

10. Визначення концентрації досліджуваної речовини грунтується на побудові калібрувальної кривої та розрахунках.

Завдання для самоконтролю знань:

1. Законспектувати методику роботи з фотоколориметром ФЕК-56М.

2. Схематично зобразити оптичну схему однопроменевого колориметра ФЕК-56М.

3. Скласти порівняльну таблицю фотоколориметрів КФК-2 та ФЕК-56М

Рекомендована література /2.6, 2.8/