Библиография
И.К. Цитович Курс аналитической химии. – М.: Высшая школа, 1994. – 496с.
Коренман Я.И., Лисицкая Р.П. Практикум по аналитической химии, Воронеж, 2002. – 408с.
Глинка И.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл-Пресс, 1997.
16 Фотоэлектроколориметрия
Фотоэлектроколориметрия основана на поглощении света, определяемым веществом в видимой области спектра (400 – 760 нм).
Светопоглощение описывается законом Бугера – Ламберта – Бера. Количество электромагнитного излучения, поглощенное раствором, пропорционально концентрации поглощающих частиц и толщине слоя:
=-K
l
c,
где
Io – интенсивность потока света, падающего на раствор;
It – интенсивность потока света, прошедшего через раствор;
с – концентрация вещества в растворе;
l – толщина слоя раствора;
K – коэффициент светопоглощения;
знак (-) указывает на уменьшение светового потока.
При логарифмировании уравнения закон светопоглощения принимает форму:
D = K l c
Величину Д называют оптической плотностью раствора.
Если концентрация раствора выражена в моль/л, а толщина поглощенного слоя в см, тогда коэффициент К = , и основной закон светопоглощения имеет вид:
D = l с, где
– молярный коэффициент светопоглощения, л/моль см.
Молярный коэффициент светопоглощения - мера чувствительности фотометрических методов. Чем больше , тем выше чувствительность метода, тем меньшую концентрацию вещества можно определить.
Физический смысл : при с = 1 моль/л и и толщине слоя l = 1 см, =D.
Графический смысл : = lg , где угол наклона градуировочного графика.
Факторы, влияющие на :
природа вещества;
природа растворителя;
природа фотометрического реагента – вещества, которое вступает в стехиометрическую реакцию с определяемым ионом и образует окрашенное соединение;
реакцию среды (рН раствора);
длина волны , зависимость = f() описывается кривой распределения Гаусса и называется спектром поглощения раствора;
температура.
Молярный коэффициент светопоглощения не зависит от концентрации и толщины поглощающего слоя.
Анализ состоит из следующих стадий
Переведение анализируемого вещества в раствор.
Анализируемый раствор должен обладать сильным селективным поглощением, т.е. быть окрашенным. Если раствор не имеет собственной окраски, его переводят в окрашенную форму, применяя фотометрический реагент.
Готовят раствор сравнения – растворитель, содержащий все компоненты анализируемого раствора, кроме определяемого вещества.
Изучают спектральную характеристику раствора; по максимальному светопоглощению выбирают оптимальную длину волны света .
Выбирают оптимальную толщину поглощающего слоя (длину кюветы). При выборе толщины слоя учитывают диапазон значений D, для которых относительная погрешность измерений минимальна (0,5 – 1%): 0,1D0,8. Оптимальная оптическая плотность D=0,45.
Выбирают интервал концентраций, при которых соблюдается закон Бугера – Ламберта – Бера для раствора с минимальной концентрацией, помещенного в кювету, величина D должна быть не менее 0,1; для раствора с максимальной концентрацией D0,8 Измеряют оптическую плотность стандартных растворов и строят градуировочный график.
В идентичных условиях измеряют оптическую плотность анализируемого раствора и по градуировочному графику находят концентрацию определяемого вещества в растворе.