47. Аддитивность оптической плотности.

48. Приемы количественного фотометрического анализа.

49. Количественный фотометрический анализ смеси светопоглощающих веществ.

Для колич-ого анализа фотометрия используется широко. В большинстве случаев колич. фотометр. анализ основан на переводе определенного компонента в соединение, кот поглощает УФ или дневной свет. При этом измеряют оптич плотность или коэф-т пропускания(поглощ-ия) этого р-ра на длине волны, кот соответствуют мах поглощения (пропускания).

 

Так как оптич плотность Д анализ-го р-ра связана с его концентр-ей законом Бугера-Ламберта-Бера:

 

Д=ελ*с*l1 где ελ – молек-ый коэф-т поглощ-ия (л/моль*см), l- толщина слоя(кюветы) (см)

 

Таким обр располагая оптич плотностью Д, ελ, l легко определить конц-цию. Из выше формулы видно, что при постоянной толщине слоя р-ра (l) завис-ть между Д и с прямопропорц-а. Следует отметить, что в реальности с-мах это пропорц-сть не соблюдается, поэтому при проведении колич. анализа всегда проводят проверку соблюдения закона светопоглощения.

 

Приборы для фотометрического анализа

Для проведения фотометр. анализа применяют фотоэлектрокалориметры и спектрофотометры. Каждые из этих приборов состоят из:

 

1. Источника излучения 2. Устрой-ва для выделения необходимого интервала длин волн(монохроматоры у спектрофотометра и светофильтры у фотоэлектрометра) 3. Кюветного отделения 4. Детектора 5. Преобразователя сигнала 6. Индикатора сигнала(шкала либо цифровой счетчик).

 

В кач-ве 1 применяют: лампы накаливания с вольфрамовой нитью, гомогенокварцевая лампа. В фотометрии обычно измеряется не абсолютное значение оптич. плотности исследуемого р-ра, а разность оптич плотностей исследуемого р-ра и р-ра сравнения, оптич плотность кот-го принята за 0. Кювету в кот помещен исследуемый р-р назыв рабочей, а кювету, в кот помещен р-р сравнения – кюветой сравнения. Эти обе кюветы должны быть идентичны по светопоглощению. В кач-ве приемников излучения примен фотоэлементы или фотоумножители.

 

Применение фотометрии.

По своей применяемости в практике заводских, контролирующих и исследовательских лабораториях фотометрия явл-тся самым распространенным методом.

 

Достоинства метода: 1. Доступность, дешевизна, простота работы и обслуживания. 2. Точность анализа 1-2%. Экспрессность метода, не требует высокой квалификации персонала 3. Обладает высокой универсальностью и избирательностью.

 

Фотометрия используется для колич-го определения продуктов питания: белков, сахара, жиров, нитратов, нитритов и токсичных элементов.

50. Метод дифференциальной фотометрии.

Дифференциальные методы анализа применяют для определения высоких содержаний определяемых компонентов в пробах анализируемых веществ, для устранения мешающего влияния сопутствующих компонентов. Этот метод применяют еще и в тех случаях, когда из-за большой концентрации определяемого компонента нарушается закон Бугера - Ламберта - Бера, или когда значение оптической плотности выходит за границы шкалы прибора, а дальнейшее разбавление раствора нежелательно.

 

Метод дифференциальной фотометриииспользуется для снижения погрешности измерения в области больших и малых значений оптической плотности А (в области высокой инструментальной погрешности фотометров с фотоэлементом).

 

В этом методе, в отличии от фотометрии оптические плотности раствора анализируемого вещества и градуировочных растворов измеряют не по отношению к растворителю или раствору сравнения с нулевым поглощением, а по отношению к раствору с известной концентрацией определяемого компонента С_о.

 

В зависимости от способов измерения относительной оптической плотности различают несколько вариантов метода.

1. Вариант высокого поглощения,то естьслучай, когда оптическая плотность растворов больше единицы. Готовят раствор сравнения, в котором концентрация определяемого компонента меньше, чем его концентрации в растворе анализируемого вещества (С_о < С_х). Готовят серию градуировочных растворов определяемого компонента с концентрациями С₁, С₂ K С_n. Фотометрируют градуировочные раствора определяемого компонента и раствор анализируемого вещества по отношению к раствору сравнения с концентрацией С_о. Значения относительной оптической плотности А¢представляют собой разность оптических плотностей анализируемого (градуировочного) раствора и раствора сравнения. Концентрацию определяемого компонента в растворе анализируемого вещества определяют расчетным способом или по градуировочному графику.

 

При расчетном способе находят значение С_Х по формуле:

 (3)

2. Вариант низкого поглощения,то естьслучай, когда оптическая плотность растворов < 0,1. Готовят раствор сравнения, в котором концентрация определяемого компонента больше, чем его концентрации в растворе анализируемого вещества (С_о > С_х). Готовят серию градуировочных растворов определяемого компонента с концентрациями С₁, С₂ K С_n. В этом случае применяют обратный порядок измерения: раствор анализируемого вещества и градуировочные растворы условно принимают за растворы сравнения и по отношению к ним измеряют оптическую плотность изначального раствора сравнения. Значение С_Х находят по формуле (3), в которой перед вторым слагаемым стоит знак «-».

3. Способ двухстороннего дифференцирования(способ достижения предельной точности) сочетает в себе оба способа с прямым и обратным порядком измерения оптической плотности растворов. При работе этим способом готовят несколько градуировочных растворов с концентрациями определяемого компонента, меньшими, чем в растворе сравнения, и столько же градуировочных растворов с концентрациями определяемого компонента, большими, чем в растворе сравнения.

 

Рис. 9.8. Градуировочный график в способе двухсторонней дифференциальной фотометрии

Если С > С_о, используют прямой порядок измерения, если С < С_о –обратный, и значения относительных оптических плотностей берут со знаком минус. Градуировочный график при этом не проходит через начало координат, а пересекает ось абсцисс в точке, соответствующей концентрации раствора сравнения С_о (рис.9.8).

 Из графика видно, что при концентрации раствора сравнения С_о = 0 дифференциальный метод превращается в метод прямой фотометрии.

 Точность определения при использовании дифференциального метода повышается.