3) Основной закон светопоглощения Бугера-Ламберта-Бера

Атом, ион или молекула, поглощая квант света, переходит в более высокое энергетическое состояние. Обычно это бывает переход с основного, невозбужденного уровня на один из более высоких, чаще всего на первый возбужденный уровень. Вследствие поглощения излучения при прохождении его через слой вещества интенсивность излучения уменьшается и тем больше, чем выше концентрация светопоглощающего вещества.

Закон Бугера — Ламберта — Бера связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя. Чтобы учесть потери света на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивности света, прошедшего через исследуемый раствор и растворитель (рис 1) При одинаковой толщине слоя в кюветах из одинакового материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих пучков и уменьшение интенсивности света будет зависеть от концентрации вещества.

Рис 1. Прохождение света через окрашенный раствор и растворителя

Уменьшение интенсивности света, про­шедшего через раствор, характеризуется коэффициентом пропускания Т:

,

где I и I₀ — соответственно интенсивности света, прошедшего через раствор и растворитель

Взятый с обратным знаком логарифм Т называется оптической плотностью А:

Уменьшение интенсивности света при прохождении его через раствор подчиняется закону Бугера — Ламберта — Бера:

,

Или

,

или . (1)

где ε – молярный коэффициент поглощения; l — толщина светопоглощающего слоя; с — концентрация раствора.

Физический смысл ε становится ясным, если принять l — 1 см и с = 1 моль/л, тогда А = ε. Следовательно, молярный коэффициент поглощения равен оптической плотности одномолярного раствора при толщине слоя 1 см.

Оптическая плотность раствора, содержащего несколько окрашенных веществ, обладает свойством аддитивности, которое иногда называют законом аддитивности светопоглощения. В соответствии с этим законом поглощение света каким либо веществом не зависит от присутствия в раство­ре других веществ. При наличии в растворе нескольких окрашенных веществ каждое из них будет давать свой аддитивный вклад в экспериментально определяемую оптическую плотность А.

,

где А₁, А₂ и т.д. – оптическая плотность вещества 1, вещества 2 и т.д.

При учете уравнения (1) получаем

,

4) Определение содержания ионов cu2+ в растворе методом фотометрии

Концентрация исследуемого вещества может быть определена

методом фотометрии в том случае, если в спектре поглощения рас-

твора этого вещества имеются ясно выраженные полосы поглоще-

ния в УФ и видимой областях спектра.

В основе количественного определения лежит закон Бугера —

Ламберта — Бера, который устанавливает прямопропорциональ-

ную зависимость между оптической плотностью и концентрацией

вещества в исследуемом растворе. С помощью фотометрии можно

проводить анализ как индивидуальных веществ, так и их смесей.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________