Контрольные вопросы

1. Что является критерием чувствительности анализа?

2. Чувствительность, правильность и точность метода. Взаимосвязь между ними.

3. Сравните чувствительности прямой фотометрии, флуоресцентного и кинетического анализа.

4. Недостатки и преимущества фотоколориметров в сравнении со спектрофотометрами.

1.6. Фотометрия светорассеивающих систем

Ослабление светового потока при прохождении света через кювету с суспензией происходит вследствие его рассеяния и поглощения частицами дисперсной фазы и раствором:

I₀ = I_n + I_p + I,

где I_0, I_n, I_p, I, – интенсивности падающего, поглощаемого, рассеянного и прошедшего световых потоков соответственно.

Количественный анализ светорассеивающих систем осуществляют одним из двух методов – турбидиметрически и нефелометрически.

Метод нефелометрии основан на измерении величины I_p как функции концентрации. Зависимость I_p от влияющих факторов подчиняется закону Рэлея, который для данного прибора и конкретных условий фотометрирования можно представить в виде

I_p = I₀ k C V,

где _k – постоянная величина; С – концентрация ионов, дающих нерастворимую аналитическую форму; V – объем частиц осадка.

При турбидиметрических измерениях оценивают I в сравнении с I₀, используя аналогичный оптической плотности параметр, называемый мутностью раствора:

S = lg I₀/ I.

Прямая нефелометрия более чувствительный метод, чем прямая турбидиметрия. Однако количественный анализ по градуировочной зависимости характеризуется недостаточной воспроизводимостью и большой относительной ошибкой (10-15 %). Чаще используют титрование турбидиметрически и нефелометрически определяя точку эквивалентности.

Пример. Нефелометрическое титрование кальция оксалатом аммония.

При нефелометрическом титровании строят график зависимости “I_p – C”, на котором в точке эквивалентности наблюдается излом (рис. 6).

Рис. 6. Вид кривой нефелометрического титрования раствора соли кальция oкcалатoм аммония

Отбирают 5 мл стандартного раствора соли кальция и помещают в стакан на 100 мл. Приливают туда 30 мл ацетона и 40 мл дистиллированной воды. В стакан помещают магнитный элемент и устанавливают в гнездо прибора. Включают магнитную мешалку и перемешивают раствор до полного удаления пузырьков (около 10 мин). Воронка на поверхности раствора не должна попадать в световой поток.

Затем из бюретки в стакан приливают отдельными порциями по 1,0 мл титрованный раствор оксалата аммония. После прибавления каждой новой порции осадителя выжидают несколько минут, пока стрелка прибора не остановится. Записывают показания миллиамперметра и отсчеты по бюретке.

Если стрелка прибора при добавлении 3-4 порций оксалата (по 1,0 мл) не изменяет положения, титрование закончено.

Результаты заносят в таблицу и наносят на миллиметровую бумагу, откладывая по оси ординат Показания миллиамперметра, а по оси абсцисс – объем прибавленного осадителя. Массу Са находят, исходя из закона эквивалентов:

где С_н – эквивалентная концентрация кальция, моль/дм³; V – объём раствора, дм³.

Определив С_н(Са²⁺), рассчитывают массу кальция в пробе. Поскольку в данном случае известно количество взятого стандартного раствора, можно оценить погрешность метода.

Аналогично титруют и проводят расчеты для раствора, содержащего задачу (полностью соблюдать последовательность всех стадий).