1. Теоретическая часть

1.1.Теоретические основы колориметрического метода

Колориметрия — физический метод химического анализа, основанный на определении концентрации вещества по интенсивности окраски растворов (более точно — по поглощению света растворами).

Колориметрическим (от английского colour – цвет) называется метод анализа, основанный на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и раствор сравнения. Определяемый компонент при помощи химико-аналитической реакции переводится в окрашенное соединение, после чего измеряется интенсивность окраски полученного раствора.

За меру интенсивности окраски в фотоколориметрии принимают оптическую плотность D; она определяется как логарифм отношение интенсивности падающего света I⁰ к интенсивности света I, прошедшего через раствор: I⁰

D= lg ------

I

Растворы одного и того же окрашенного вещества при одинаковой концентрации вещества и толщине слоя раствора поглощают равное количество световой энергии (светопоглощения таких растворов одинаковое) (закон Бугера –Ламберта – Бера. В соответствии с данным раствором оптическая плотность связана с концентрацией раствора и толщиной его слоя

I=I⁰*10^-Ecl

где I₀, I – интенсивности потоков света, направленного на поглощающий раствор и прошедшего через него; 

с — концентрация вещества, моль/л; 

l — толщина светопоглощающего слоя, см;

ε —молярный коэффициент светопоглощения

I⁰

или D= lg ------ = ε ^.c ^.l = k ^. c

I

k – молярный коэффициент поглощения (показывает, какая часть своего потока поглощается слоем раствора толщиной 1,0 см при концентрации1 моль/л.)

1.2. КФК – 3. Характеристика прибора

Фотоколориметр КФК-3 предназначен для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315…980 нм, выделяемых светофильтрами, коэффициентов пропускания и оптической плотности жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации веществ в растворах методом построения градуировочных графиков. Фотоколориметр КФК-3 позволяет также производить измерения коэффициентов пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете.

Рисунок 1- Внешний вид прибора КФК-3

1.3 Описание схемы прибора

Фотометр фотоэлектрический КФК-3-01-≪ЗОМЗ≫ (в дальнейшем - фотометр), 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.

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).

Рисунок 2- Оптическая схема прибора КФК-3

Поз Наименование Кол-во Примечание 1 Источник света – лампа 1 2 Конденсор 1 3 Диафрагма 1 4 Вогнутая диафрагма 1 5 Вогнутое зеркало 1 6 Диафрагма 1 7 Объектив 1 8 Объектив 1 9 Прямоугольная кювета 1 10 Линза 1 11 Приёмник 1