книги из ГПНТБ / Алимарин, И. П. Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ
.pdfменьшие количества |
элемента, чем в случае |
потенциометричес- |
|||||||||||||
кого |
окончания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Определение проводят в ячейке б с внутренним |
|
генерирова |
|||||||||||||
нием |
титранта |
(рис. 115). Поверхность платиновых |
электродов |
||||||||||||
(1—3) |
тщательно |
подготавливают |
к работе |
(см. ч. IV, гл. 2, |
|||||||||||
§ 3) . Рабочий |
раствор — 7 - Ю - 3 |
М по K 3 [ F e ( C N ) 6 ] , |
0,5 |
М по |
|||||||||||
( N H 4 ) 2 S 0 4 , |
имеющий р Н = 4н-5, |
должен |
быть |
свежеприготов |
|||||||||||
ленным. Его готовят разбавлением 0,2 М раствора |
|
Кз[Гч , е(СЫ)б] |
|||||||||||||
до 1,4- Ю - 2 М и смешивают затем с 1 М раствором |
(NH4)oS04 в |
||||||||||||||
соотношении |
1:1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Анодное пространство ячейки заполняют 0,5 М |
раствором |
||||||||||||||
(NH.i)2 S04; |
катодное — 3—4 мкл |
рабочего |
раствора |
и |
отмерен |
||||||||||
ным объемом (0,05—0,08 мкл) анализируемого раствора |
соли |
||||||||||||||
цинка, после чего вводят сюда два индикаторных |
электрода 3 |
||||||||||||||
(рис. 115) и генераторный электрод 1. В анодное |
пространство |
||||||||||||||
вводят вспомогательный электрод |
генераторной |
цепи. П о д а в на |
|||||||||||||
индикаторные электроды напряжение 0,25—0,30 В, |
з а м ы к а ю т |
||||||||||||||
индикаторную |
цепь |
(см. рис. 115, в) . После |
этого |
периодически |
|||||||||||
з а м ы к а я |
ключом |
К |
(положение К.') |
цепь |
генерации |
а |
на |
опре |
|||||||
деленные интервалы времени (для генерации титранта, |
которую |
||||||||||||||
проводят |
при |
токе |
3—4 мкА) записывают |
показания |
микро |
амперметра индикаторной цепи в к а ж д ы й данный период гене рации. Перемешивают раствор во время титрования с помощью вибрации генераторного электрода.
Построив затем кривые в координатах регистрируемый ток — продолжительность генерации, находят время, отвечающее точке эквивалентности.
Вычисленные |
по формуле |
(27) |
результаты |
определения при |
||
ведены ниже: |
|
|
|
|
|
|
Масса Z n 2 + , нг |
р |
о/ |
|
|
М е т о д |
|
|
|
Число |
индикации |
|||
|
|
ь ОТН' |
<° |
|||
взято |
найдено |
при а = |
0,95 |
о п р е д е л е н и й |
точки |
|
|
|
|
|
эквивалентности |
||
52,3 |
52,6 |
±2,67 |
10 |
Прямой |
||
8,02 |
8,20 |
±3,17 |
|
5 |
Непрямой |
|
4,28 |
4,33 |
±5,13 |
|
6 |
» |
|
2,64 |
2,61 |
±5,00 |
|
7 |
» |
|
Если кривые |
титрования |
имеют нечеткий |
характер (что мо |
ж е т быть при определении весьма малых количеств цинка), применяют непрямой бнамперометрический метод индикации точки эквивалентности. Метод непрямой индикации состоит в том, что определенное время в рабочем растворе генерируют до статочный избыток титранта, регистрируя при этом рост тока парой индикаторных электродов. Затем вводят в рабочий рас
твор |
анализируемую пробу и регистрируют падение индикатор |
ного |
тока до некоторой величины, остающейся какое-то в р е м я , |
постоянной.
170
Методически при описываемом определении цинка поступают следующим образом . В катодное пространство микроячейки вво дят 2—3 мкл рабочего раствора (см. в ы ш е ) , погружают в него индикаторные электроды и генераторный электрод, вводят кон чик микробюретки с исследуемым раствором. Анодное простран
ство заполняют |
0,5 М раствором ( N H 4 ) 2 S 0 4 |
и вводят в |
раствор |
||||||
вспомогательный |
электрод |
генераторной |
цепи. Приведя генера |
||||||
торный электрод в вибрирующее состояние и замкнув |
затем |
на |
|||||||
определенное |
время |
цепь |
генерации, |
при |
токе 1 —1,5 |
мкА |
|||
электролитически получают достаточный |
(по отношению |
к пробе, |
|||||||
которая |
будет |
впоследствии |
добавлена) |
избыток гексацнанофер - |
|||||
р а т а ( П ) . |
Прерывают |
генерирование и, |
не п р е к р а щ а я |
вибрации |
генераторного электрода, добавляют из микробюретки опреде ленный малый объем анализируемого раствора соли цинка. З а писывают показания микроамперметра индикаторной цепи, останавливаясь на том наименьшем значении тока ( / ) , которое
остается постоянным в течение 1—2 |
мин. Затем |
по кривой |
инди |
||||
каторный ток ( 7 ) — в р е м я (т) |
находят значение тт, отвечающее |
||||||
этому току. Время т, соответствующее точке |
эквивалентности, |
||||||
вычисляют как разность между продолжительностью |
генериро |
||||||
вания |
избытка титранта (тГеы) |
и временем, найденным по кривой |
|||||
I — т |
( T I ) . Вводя в формулу |
(27) |
значение |
т |
и величину |
тока |
|
генерации ( / ) , рассчитывают |
оттитрованные |
непрямым |
методом |
||||
количества цинка (см. т а б л . ) . |
|
|
|
|
|
|
Биамперометрическая индикация точки эквивалентности при менена т а к ж е при кулонометрическом ультрамикротитровании в системе, где определяемое вещество образует с генерируемым титрантом растворимый комплекс 1 8 6 . По сравнению с системой, в которой образуется осадок, здесь не происходит пассивации электродов, и после генерирования титранта в растворе быстрее устанавливается равновесие. Комплексообразующим агентом в рассматриваемом примере является этилендиаминтетрауксусная кислота. Исходным веществом для генерирования титранта служит ртутная соль ЭДТУ . Генерируют тнтрант на амальгами
рованном серебряном катоде в ячейке с внутренней |
генерацией |
|||||||||||
(см. рис. 115). |
Вспомогательным электродом в ячейке д л я ге |
|||||||||||
нерации |
титранта является |
платиновый^электрод. Индикаторны |
||||||||||
ми |
электродами, |
как и |
генераторными,~служат |
а м а л ь г а м и р о в а н |
||||||||
ные |
серебряные |
проволоки |
(диаметр |
0,1—0,2 |
м м ) . |
Электроды |
||||||
готовят |
перед к а ж д ы м |
титрованием, |
погружая |
серебряные про |
||||||||
волоки в ртуть. Полученные |
таким |
образом |
а м а л ь г а м и р о в а н н ы е |
|||||||||
электроды |
промывают |
последовательно 1 н HNO3, водой, 0,05 М |
||||||||||
раствором |
Э Д Т А и вновь водой. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Рабочий раствор д л я генерации представляет собой смесь |
|||||||||||
равных |
объемов |
раствора ртутной |
соли Э Д Т У |
и 0,5 |
М |
раствора |
||||||
ацетата |
натрия. |
Раствор ртутной соли |
Э Д Т У |
готовят, как описа |
||||||||
но выше |
(см. ч. |
IV, гл. 2, § |
3). З а п о л н я ю т катодную |
часть мик- |
||||||||
роячейкн |
(рис. |
115,6) |
3—4 |
мкл |
рабочего |
раствора . |
Анодное |
171
простран |
ство заполняют |
0,25 |
М |
раствором |
ацетата |
натрия |
(рН = 5 |
ч - б ) . В катодную |
часть |
вводят генераторный |
электрод |
||
/ и индикаторную пару электродов |
3; в анодное |
пространство — |
вспомогательный платиновый электрод 2. П о д а в на индикатор ные электроды 3 н а п р я ж е н и е 0,2—0,3 В и замкнув цепь генера ции (рис. 115,а), генерируют титрант вначале для оттитровыва-
ния |
избыточных |
ионов |
H g 2 + |
рабочего |
раствора. |
Генераторный |
||||||||||
электрод |
1 при этом одновременно используют |
в качестве |
вибра |
|||||||||||||
ционной мешалки . В отмечаемые интервалы генерации |
титранта |
|||||||||||||||
записывают силу тока (/') индикаторной цепи |
|
(рис. 115, о) . За |
||||||||||||||
тем |
индикаторные |
электроды 3 выводят и с помощью |
микробю |
|||||||||||||
ретки при перемешивании добавляют |
стандартный |
раствор соли |
||||||||||||||
цинка. Вновь вводят индикаторные |
электроды, |
подают на них |
||||||||||||||
то ж е н а п р я ж е н и е |
(0,2—0,3 В) . Генерируют титрант теперь для |
|||||||||||||||
оттитровывания |
ионов цинка |
и в к а ж д ы й |
период генерации |
запи |
||||||||||||
сывают |
показания |
микроамперметра |
(/") |
индикаторной |
цепи |
|||||||||||
(см. рис. 115, в). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Окончив |
титрования |
избыточных |
ионов |
H g 2 + |
и |
определяемых |
|||||||||
ионов Z n 2 + , |
строят |
первую и вторую кривые в координатах: со |
||||||||||||||
ответствующий |
индикаторный ток |
(/ ' |
или / " ) — время |
генери |
||||||||||||
рования |
титранта. |
И з |
этих' |
кривых |
находят |
время (т), |
затра |
ченное на генерирование титранта, использованного для опреде
ления цинка. Это время является разностью |
между |
всем време |
нем генерирования (точка эквивалентности |
второй |
кривой) и |
временем генерирования титранта для оттитровывания избыточ
ных ионов H g 2 + |
(точка эквивалентности первой |
кривой) . |
Результаты |
в (мкг) вычисляют по формуле |
|
|
£ 2 п = 0 , 3 3 8 / т - 1 0 _ 3 |
(30) |
где / — ток генерации, мкА, т — время генерации, с.
Определяют описанным методом десятые и сотые доли |
ми |
||||||||
крограмма цинка. |
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты |
этих определений |
зависят |
от рН |
рабочего |
рас |
||||
твора; |
интервал |
р Н = 5-^6 — оптимальный. |
При |
титровании в |
|||||
более |
кислой |
среде- (рН = |
3) получаются |
сильно |
заниженные |
||||
результаты, в |
нейтральной |
среде |
(рН = 7) — плохо |
воспроизво |
|||||
димые. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
3 |
|
|
|
|
|
|
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ |
|
|
|
||||
Известно, |
что фотометрические |
методы |
наряду |
с достаточ |
ной надежностью высоко чувствительны и легко выполнимы тех
нически | 8 7 , 1 8 8 . Условия |
ультрамикроэксперимента благоприятны |
для определений по |
окраске: количество фотометрируемого |
172
вещества уменьшается |
пропорционально объему, в то время как |
|||
оптическая плотность |
понижается |
пропорционально |
толщине |
|
слоя раствора, т. е. значительно медленнее. |
Поэтому, |
работая |
||
с капиллярными кюветами, можно |
снизить |
предельно |
опреде |
ляемое количество вещества.
В ультрамикрометоде используют как обычные приборы (ко лориметры, фотометры, спектрофотометры), приспособленные для работы с малыми кюветами, так и приборы на основе микро скопа. Минимальное определяемое количество вещества в приборе обычного типа ограничивается, как правило, воспроиз водимостью результатов и з м е р е н и я ш . В случае капиллярных кювет воспроизводимость в значительной степени связана с опти ческим центрированием их в приборе.
§ 1. Капиллярные кюветы
Капиллярные кюветы изготовляют по типу поляриметриче
ской трубки. В простейшем |
случае — это отрезки |
капиллярных |
|||||||||
трубок различного диаметра, длины и, соответственно, |
емкости |
||||||||||
(сотни, |
десятки |
и |
единицы |
м к л ) . |
|
|
|
||||
Наиболее |
подходящим |
материа |
|
|
|
||||||
лом для таких кювет является |
|
|
|
||||||||
стекло, |
поскольку |
оно |
хорошо |
|
|
|
|||||
смачивается водными растворами, |
|
|
|
||||||||
что обеспечивает надежное и ка |
|
|
|
||||||||
чественное (без пузырьков возду |
|
|
|
||||||||
ха) заполнение |
кюветы. |
Такие |
Рис. 116. Капиллярная |
кювета из |
|||||||
кюветы |
с |
торцов |
з а к р ы в а ю т |
по- |
фторопласта: |
||||||
ЛИрОВаННЫМИ |
СТеКЛЯННЫМИ |
|
ИЛИ |
/ - в т у л к а ; |
2 — к а н а л ы . |
||||||
кварцевыми |
пластинками, |
кото |
|
|
|
рые удерживаются на заполненной раствором кювете к а п и л л я р
ными |
силами |
тонкого |
слоя растекшегося |
по |
торцу |
раствора . |
||
К л а д у т |
и снимают пластинки |
пинцетом, |
ни |
в |
коем |
случае не |
||
руками. Д л я |
того чтобы |
снять |
пластинку, ее |
надо сначала сдви |
нуть в сторону и затем, взяв за свободный участок, снять. При
этом надо следить, чтобы пинцет не коснулся раствора . |
Л у ч ш е |
|||||
использовать вместо пинцета стеклянный |
з а ж и м 1 9 °. |
У д е р ж и в а я |
||||
в этом з а ж и м е |
снятую |
пластинку, можно |
промыть |
ее |
любым |
|
раствором. |
|
|
|
|
|
|
К а п и л л я р н ы е |
кюветы, |
изготовляемые |
из |
пластмассы, |
менее |
удобны из-за трудности заполнения их раствором. Однако за частую могут быть использованы только такие кюветы. Ка
пиллярная кювета из фторопласта 2 3 показана на |
рис. 1.16. В ее- |
торцы ввинчены втулки / с отверстиями-окнами, |
изготовленные |
из стекла или прозрачной пластмассы. Заполняют кювету рас твором сверху через один из каналов 2 у торца при помощи ка пилляра с оттянутым концом,
17а
1
У капиллярных кювет из стекла (рис. 117) боковой канал отсутствует. Д л и н а ж е оттянутого конца капилляра не может быть слишком большой. П р е д л о ж е н о заполнять длинные ка
пиллярные |
кюветы |
раствором |
следующим |
о б р а з о м 1 9 1 . Толсто |
|||||||||||||||
стенный |
капилляр /, |
с диаметром точно равным диаметру |
кюве |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ты с одной стороны шлифуют, а с другой |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
оттягивают в тонкий кончик, длина |
которо |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
го зависит от глубины сосуда, |
содержащего |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
анализируемый |
раствор. |
П р у ж и н к а м и |
ка |
|||||||||||
m |
|
|
|
пилляр |
плотно |
прижимают к кювете 2 сни |
|||||||||||||
|
|
|
зу. Сверху через стеклянную насадку 3 та |
||||||||||||||||
|
|
|
ким |
ж е |
способом |
присоединяют |
к |
кювете |
|||||||||||
|
|
|
пневматическое устройство 4, состоящее из |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
резинового |
баллона |
и. |
микрометрического |
|||||||||||
|
|
|
|
|
винта. При заполнении кювету |
з а ж и м а ю т в |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
штативе с рейкой и засасывают раствор до |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
тех |
пор, |
пока |
он |
не |
появится |
в |
насадке |
3. |
||||||
|
|
|
|
|
З а т е м отнимают капилляр /, выдавливают |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
немного раствора, после чего, повернув кю |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
вету нижним торцом вверх, кладут на него |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
полированную |
пластинку. П р и д а в |
затем |
кю |
|||||||||||
|
|
|
|
|
вете |
|
первоначальное |
положение, |
снимают |
||||||||||
|
|
|
|
|
насадку и пневматическое устройство и за |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
крывают второй пластинкой другой торец |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
кюветы. При работе с кислыми и нейтраль |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
ными |
растворами |
пластинки и торцы |
кювет |
|||||||||||
|
|
|
|
|
м о ж н о гидрофобизировать раствором хлор- |
||||||||||||||
Рис. |
117. |
Капилляр |
силана.. Тогда |
капля |
раствора, |
выдавливае |
|||||||||||||
м а я |
из |
кюветы |
для образования |
капилляр |
|||||||||||||||
ная |
кювета |
из стек |
|||||||||||||||||
ного затвора, не растекается, и поэтому из |
|||||||||||||||||||
ла |
(а) |
с |
приспособ |
||||||||||||||||
лением |
для |
ее запол |
быточный (сверх необходимого для запол |
||||||||||||||||
|
нения |
(б): |
нения |
и |
проведения |
измерения) |
объем рас |
||||||||||||
1 — капилляр с |
оттянутый |
твора оказывается невелик. Однако, оче |
|||||||||||||||||
кончиком; |
|
2—кювета; |
|||||||||||||||||
3 — стеклянная |
насадка; |
видно, что |
для |
такого |
способа |
заполнения |
|||||||||||||
4—пневматическое |
уст |
кювет |
необходимо |
располагать |
заметным |
||||||||||||||
|
|
ройство. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
избытком |
(по |
сравнению |
с |
собственным |
объемом кюветы) анализируемого раствора, так как требуется
заполнить им |
кроме |
кюветы |
еще и |
вспомогательные |
части |
) и |
|||||||
3 (см. рис. |
117). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Описанный прием заполнения пригоден лишь для капилляр |
|||||||||||||
ных |
кювет |
сравнительно |
большой |
емкости |
(десятки |
и сотни |
|||||||
м к л ) , используемых |
при |
работе на |
обычных |
приборах. |
Кюветы |
||||||||
ж е емкостью несколько |
мкл, |
применяемые в |
условиях |
фотомет- |
|||||||||
рирования |
на |
предметном |
|
столике |
микроскопа |
(приборы |
на |
||||||
основе микроскопа) |
могут |
быть заполнены |
раствором |
только с |
|||||||||
помощью поршневой |
микропипетки |
(см. ч. I I , гл. 1, § |
2). |
|
|||||||||
П р и работе под |
м и к р о с к о п о м 5 1 |
используют |
как |
вертикаль |
|||||||||
ные, |
т а к и |
горизонтальные |
капиллярные |
кюветы |
(рис. |
118). |
174
К вертикальным кюветам а нижнюю полированную пластинку удобно приклеить; верхняя пластинка накладывается на кювету после заполнения ее раствором. Горизонтальная кювета б имеет две параллельные полированные плоскости, образуемые сошлифовываиием симметричных сегментов; к одному из торцов кго веты приклеена стеклянная пластинка Горизонтальную кювету
целиком |
гидрофобизируют во |
|
избе |
|
|
|
|||||||
ж а н и е растекания |
раствора |
и |
для |
|
|
|
|||||||
уменьшения |
скорости |
его испарения. |
Ж 1 |
_ |
' |
||||||||
Раствором |
заполняют |
|
к а ж д ы й |
раз |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
один |
и тот ж е |
участок |
кюветы |
от за |
|
|
|
||||||
крытого ее торца так, чтобы мениск |
|
|
|
||||||||||
раствора выходил за поле зрения |
|
|
|
||||||||||
микроскопа. Емкость таких кювет |
|
|
|
||||||||||
5—10 |
мкл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Вертикальные и |
горизонтальные |
Рис. 118. Капиллярные кюветы: |
|||||||||||
капиллярные |
кюветы |
перед |
поме |
||||||||||
а — вертикальные; |
б—горизонталь |
||||||||||||
щением |
на |
предметный |
столик |
мик |
|||||||||
|
ная. |
|
|||||||||||
роскопа |
приклеивают |
на |
полирован |
|
|
|
ные стеклянные пластинки размера удобного для надежного крепления в з а ж и м е препаратоводителя .
§ 2. Стандартные приборы
Возможность фотометрирования малых объемов растворов ограничивается способностью прибора измерять интенсивность
очень |
слабого светового потока. Поэтому в стандартном при |
боре |
нужен усилитель света — фотоумножительная трубка -с р е |
гулируемым размером отверстия. Впервые такой усилитель был
использован |
для |
анализа |
растворов при работе в |
кюветах |
|
емкостью |
20 |
мкл |
и менее |
на спектрофотометре Бекмана 1 9 ° . Этот |
|
прибор, |
а т а к ж е |
аналогичный спектрофотометр СФ-4 |
удобны |
для ультрамикроанализа, поскольку щель приборов устроена так, что ширину ее можно менять. В спектрофотометрах этого типа,
кроме |
того, |
легко заменять |
д е р ж а т е л ь кювет. Д л я |
установки |
||
малых кювег в |
стандартных |
приборах изготовляют |
специальные |
|||
держатели и используют соответствующие приемы. |
Значительная |
|||||
часть |
работ |
в |
области ультрамикрофотометрии |
и |
посвящена |
вопросам конструирования д е р ж а т е л е й малых кювет к стандарт ным п р и б о р а м 2 3 ' 1 9 ° - 1 9 3 .
Установка капиллярных кювет в приборе сводится к следую щему. П р е ж д е всего, входящий в камеру с кюветами световой поток должен быть строго параллелен оптической оси и попадать на фотоэлемент. На помещенную в прибор кювету световой по ток направляют, изменяя положение вогнутого зеркала в короб
ке источника |
света. М е ж д у |
источником света и капиллярной кю |
ветой помещают д и а ф р а г м у |
(из картона или жести), чтобы свет, |
|
падающий на |
фотоэлемент, |
проходил только через кювету (а не |
175
н ад ней |
или |
под ней) . |
Затем |
следует |
правильно |
расположить |
д е р ж а т е л ь с |
кюветами |
по отношению |
к световому |
потоку. Д е р |
||
ж а т е л ь |
должен перемещаться |
в вертикальном и |
горизонталь |
ном направлениях . Горизонтальное (боковое) перемещение дает возможность расположить капилляр точно в центре светового потока; вертикальное перемещение позволяет устанавливать
кюветы так, чтобы свет |
освещал входные отверстия |
обеих кювет |
|
одинаково. |
|
|
|
Юстировку проводят |
с |
кюветами, имеющими |
минимальный |
диаметр, в этом случае |
для |
других кювет повторять юстировку |
нет необходимости. С н а ч а л а устанавливают в горизонтальном
направлении |
одну |
из кювет, добиваясь |
максимальной |
интенсив |
||||||
ности прошедшего |
через нее; светового |
потока. З а т е м |
помещают |
|||||||
на пути |
светового |
потока |
другую |
кювету |
и |
устанавливают |
ее |
|||
т а к ж е . |
Д л я |
правильной |
установки |
кювет |
в |
вертикальном |
на |
правлении располагают обе кюветы приблизительно на высоте
светового потока; входное отверстие кюветы должно |
находиться |
|||||
против |
отверстия |
д и а ф р а г м ы . З а т е м , открыв затвор |
фотоэлемен |
|||
та, берут отсчет |
д л я |
одной |
из |
кювет. П о м е щ а ю т на |
пути свето |
|
вого потока вторую |
кювету |
и т а к ж е берут отсчет. Установка счи |
||||
тается |
законченной, если интенсивность потоков д л я |
обеих кювет |
||||
при их |
перестановке |
остается |
одинаковой. |
|
§3. Приборы на основе микроскопа
Дл я ультрамикрофотометрических определений в малых ка
пиллярных кюветах (емкостью несколько микролитров) |
могут |
|||
быть использованы микрофотометры на основе микроскопа. |
||||
Простейшим из микроколориметров является прибор |
Сомо- |
|||
гия 1 9 4 - 1 9 5 . В нем микроскоп скомбинирован |
с оптическим |
|
при |
|
способлением, которое позволяет свести световые потоки |
при |
по |
||
мощи призм в поле зрения . Схема прибора |
показана на |
рис. |
119. |
Световой поток, проходящий сквозь анализируемый раствор, фо кусируют объективом микроскопа, из которого удален окуляр, и сводят в одно поле зрения обычной системой с призмами, ис пользуемой в колориметре Д ю б о с к а . Эталонный раствор уста навливают с другой стороны непосредственно перед клином.
Световой поток фокусируют конденсором от микроскопа, |
после |
||||||
чего свет проходит через ирисовую д и а ф р а г м у и оптический |
клин |
||||||
и при помощи призм попадает в поле зрения. |
Освещенность |
||||||
обеих половин поля зрения устанавливают, варьируя |
положение |
||||||
оптического |
клина. |
|
|
|
|
||
Интересен |
микрофотоколориметр конструкции |
|
Хольтера — |
||||
М а л ь м с т р о м а 1 |
9 6 ' 1 9 7 (рис. |
120). В качестве источника света в |
|||||
приборе использована обычная микролампа 1 со |
стабилизато |
||||||
ром |
н а п р я ж е н и я . ' С в е т о в о й |
поток проходит через |
систему |
линз |
|||
2, |
падает |
на |
серебряную |
поверхность призмы |
3, |
отражаясь. |
176
от которой попадает (через конденсор |
4 и |
капиллярную кю |
|||||||
вету с раствором на предметном столике микроскопа 5) |
в |
объек |
|||||||
тив 6. Устройство 7 является фотонасадкой с системой |
призм, |
||||||||
окуляром |
10 X |
и |
боковым тубусом |
для |
наблюдения. |
Наверху |
|||
укреплена |
часть |
8 |
с3 фотоэлементом |
и фильтром. |
Фотоэлемент |
||||
присоединяется к гальванометру с выключателем в части 7. |
|||||||||
Поместив на |
предметный столик |
микроскопа |
капиллярную |
||||||
кювету, заполненную растворителем, |
удаляют |
с пути |
светового |
Рис. 119. Схема ми- |
Рис. 120. Общая |
схема |
микроколориметра Холь- |
|||
кроколориметра Со- |
|
тера — Мальмстрома: |
|
|||
МОГИЯ. |
/ — микролампа; |
2 — с и с т е м а линз; |
3 — п р и з м а ; 4—конденсор; |
|||
|
5 — предметный |
столик; |
6—объектив |
микроскопа; |
7 — ф о т о - |
|
|
|
насадка; |
S—фотоэлемент. |
|
||
потока подвижную |
призму в фотонасадке |
7, |
открывают |
затвор |
и устанавливают гальванометр на максимальное отклонение, соответствующим образом регулируя размер отверстия в д и а ф рагме . З а т е м кювету заполняют последовательно к а ж д ы м из растворов стандартной серии и снимают показания гальвано
метра |
при |
|
том ж е световом |
потоке. По |
полученным данным |
|
строят |
калибровочный график, после чего |
проводят необходимое |
||||
измерение |
с |
анализируемым |
раствором. |
|
||
Н а д е ж е н |
в работе, |
прост |
и компактен |
микрофотоколориметр |
||
на основе |
микроскопа |
с вмонтированной |
настраиваемой осве |
тительной системой 5 1 . Т а к а я система обеспечивает равномерное освещение поля зрения и тем самым отсутствие флуктуации в
показаниях регистрирующего |
прибора. Использованный в при |
||||
боре микроскоп типа М И Н - 8 |
, |
кроме |
того, |
имеет жестко |
укреп |
ленный тубусодержатель, что |
в а ж н о |
для |
размещения |
на нем |
U7
светопринимающего устройства без нарушения фокусировки объ екта. Общий вид прибора показан иа рис. 121. Селеновый фото элемент 1, снабженный ирисовой д и а ф р а г м о й , удобно крепится на тубусе микроскопа с помощью кольца для микрофотонасадки.
Рис. 121. Микроскоп-фотометр |
с фотоэлементом: |
||
/ — ф о т о э л е м е н т ; |
2 — гальванометр; |
3 — микромашщулятор. |
|
Фототок регистрируется |
гальванометром |
2 с теневой стрелкой |
|
(цена деления 1 , 5 - Ю - 8 |
А ) . Постоянство |
светового потока, па |
дающего на кювету, обеспечивается стабилизацией подаваемого на трансформатор микролампы н а п р я ж е н и я сети с помощью
|
|
|
|
|
феррорезонансного |
стабилиза |
||||
|
|
|
|
|
тора. |
Воспроизводимость |
ре |
|||
|
|
|
|
|
зультатов |
определения, |
полу |
|||
|
|
|
|
|
чаемых при постоянном свето |
|||||
|
|
|
|
|
вом потоке, зависит от точно |
|||||
|
|
|
|
|
сти установки |
капиллярной |
||||
|
|
|
|
|
кюветы |
в |
поле зрения |
микро |
||
|
|
|
|
|
скопа. |
Н а д е ж н ы е |
результаты |
|||
Рис. |
122. |
Схема |
включения |
фото |
можно |
получить |
только |
при |
||
|
|
сопротивления. |
|
работе |
с кюветой, |
находящей |
||||
|
|
|
|
|
ся в одном и том |
ж е |
положе |
|||
нии |
д л я |
данной |
серии определений. О д н а ж д ы установленную в |
|||||||
поле зрения кювету последовательно заполняют серией |
раство |
|||||||||
ров с помощью микропипетки, укрепленной в манипуляторе |
(см. |
|||||||||
рис. |
121). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р а б о т а т ь следует при |
таком |
увеличении |
микроскопа, |
когда |
||||||
сечение отверстия кюветы |
занимает все поле зрения |
микроскопа. |
Таким путем обеспечивается эффективное использование всего светового потока. Тем не менее этот поток недостаточно интен сивен для того, чтобы имея в качестве приемника света селено вый фотоэлемент, работать со. спектральными светофильтрами. Световой поток малой интенсивности с достаточной для реги-
-178
страции чувствительностью может быть воспринят фотосопро тивлением. Используя его в качестве приемника света вместо фотоэлемента, можно работать со спектральными светофильтра м и 5 1 . .Фотосопротивление при этом р а з м е щ а ю т как фотоэлемент
I |
I I | |
| | ' |
I—1—I—•—I—|—1—1— |
||||
0.8 |
2,1. Ь,0 5,8 |
7,2 8.8 ЮЛ |
' |
2 J |
U |
5 |
с.мкг/пл |
Рис. 123. Калибровочные |
графики |
при работе |
с |
фотосопротивлением: |
|||
а — о п р е д е л е н и е M g 2 + |
по реакции с 8-оксихннолином (^.=660 им, V = 8 мкл, ш=0',006 мкг): |
||||||
б — определение F e " ' по реакции с роданидом |
{Х=470 |
им, а = 8 м к л , т = 0,008 мкг). |
на тубусе микроскопа. Питание его осуществляется от сети че рез феррорезонансный стабилизатор и электронный стабилизи рованный выпрямитель СВК - 1 при включении с помощью сба лансированной мостовой схемы. П о к а з а н и я регистрируются
ламповым |
|
вольтметром |
|
|
|
|
|
|||||
А4-М2. Соответствующая |
ч |
|
|
|
|
|||||||
схема |
представлена |
на ; — • ( J- |
|
|
|
|||||||
рис. |
122. |
|
|
|
|
|
Источник |
|
|
|
|
|
Наиболее |
подходящим |
с 0 т а |
|
|
|
|
||||||
является |
фотосопротивле |
|
|
|
|
|
||||||
ние |
ФС-К1 с высокой аб |
|
|
|
|
|
||||||
солютной |
|
чувствитель |
|
|
|
|
|
|||||
ностью. При его исполь |
|
|
|
|
|
|||||||
зовании, работая с крас |
|
Ms |
|
|
|
|||||||
ным |
|
(X — 660 |
нм) |
и си- (Т ) |
|
|
|
|||||
ним |
(Я = 470 |
нм) |
фильт- рмг |
5хобш- |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рами, |
получают |
четкие |
|
окуляр |
|
|
|
|||||
данные (рис. 123). Свето |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
фильтры |
в |
|
микроскопе |
Рис. |
124. Оптическая |
схема |
микроскопа- |
|||||
М И Н - 8 располагают |
на |
|||||||||||
пути света вместо удаляе |
|
спектрофотометра. |
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
мого анализатора . Требо |
|
|
|
|
|
|||||||
вание к кюветам и условия их использования |
те же , что и при |
|||||||||||
работе на микроскопе-фотометре с фотоэлементом. |
|
|
||||||||||
Д л я фотометрического |
анализа в капиллярных |
кюветах ма |
||||||||||
лого |
|
объема |
|
предложен |
т а к ж е |
микроскоп - спектрофотометр , 9 8 , |
||||||
сконструированный |
на |
основе |
микроколориметра |
Хольтера — |
||||||||
Мальмстрома . Принцип |
работы |
этого прибора |
состоит в том, что |
|||||||||
очень |
узкий |
поток |
монохроматического света |
(диаметр 0,4 мм) |
||||||||
проходит через капиллярную кювету, воспринимается |
фотоумно |
|||||||||||
жителем, |
после чего измеряется |
его интенсивность. |
|
Оптическая |
179