Особенности

1. Область применения:

   • Анализ окрашенных растворов (например, ионы металлов, органические красители, биологические вещества).

   • Применение в химии, экологии, медицине (анализ крови, воды, почв).

2. Ограничения:

   • Подходит только для окрашенных веществ.

   • Зависимость результатов от внешних факторов (качество источника света, свойства растворителя).

   • Меньшая точность по сравнению с более сложными методами (например, спектрофотометрией).

Аппаратное оформление

1. Источник света:

   • Белый свет (лампы накаливания, светодиоды).

2. Светофильтры или монохроматоры:

   • Отделяют определённый цвет или длину волны, соответствующую максимальному поглощению анализируемого вещества.

   • Например, зелёный светофильтр используется для анализа веществ с красным оттенком.

3. Кюветы:

   • из стекла, кварца или пластика.

4. Детектор света:

   • Фоторезисторы, фотодиоды или фотоэлектронные умножители.

   • Измеряют интенсивность света до и после прохождения через раствор.

Виды колориметрии

1. Визуальная колориметрия:

   • Использует глаз как детектор.

   • Интенсивность окраски образца сравнивается с серией стандартных растворов.

   • Пример: сравнение с цветовой шкалой (например, шкала pH).

2. Фотоколориметрия:

   • Использует приборы для измерения интенсивности света.

   • Более точна, чем визуальная колориметрия.

Пример работы фотоколориметра

1. Этап 1: Определение длины волны максимального поглощения.

   • Для этого готовят раствор вещества и проводят сканирование спектра поглощения.

2. Этап 2: Построение калибровочного графика.

   • Измеряют интенсивность света для стандартных растворов известной концентрации.

3. Этап 3: Анализ образца.

   • Интенсивность поглощения тестового раствора сравнивают с данными калибровочного графика для определения концентрации.

Спектроскопия и спектрофотометрия

Спектроскопи́я — раздел физики, посвящённый изучению спектров электромагнитного излучения. В более широком смысле — изучение спектров различных видов излучения. Методы спектроскопии используются для исследования энергетической структуры атомов, молекул и макроскопических тел, образованных из них. Они применяются при изучении таких макроскопических свойств тел как температура и плотность, а в аналитической химии — для обнаружения и определения веществ.

Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200— 400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра.

Классический спектрофотометр состоит из нескольких ключевых компонентов, которые работают вместе для измерения интенсивности света на различных длинах волн. Вот схема его строения:

1. Источник света (например, лампа с водородным или дейтериевым спектром):

   • Обеспечивает монохроматический или широкий спектр света, который направляется на образец.

2. Монохроматор (или фильтр):

   • Системы для разделения света на отдельные длины волн. Монохроматор может быть решеткой дифракции или фильтром, который пропускает только одну длину волны или узкий диапазон.

3. Образец:

   • Вставляется в путь света для анализа. Это может быть жидкость в кювете или твёрдое вещество, через которое проходит свет.

4. Детектор (например, фотодиод или фотомножитель):

   • Измеряет интенсивность света, прошедшего через образец. Детектор преобразует световую энергию в электрический сигнал.

5. Система обработки сигналов:

   • Электронные схемы, которые обрабатывают сигналы от детектора и отображают результаты на дисплее в виде графика или числовых значений.

В спектрофотометрии на диодной матрице, используя дифракционную решетку и фотодиоды, процесс измерения спектра значительно ускоряется и упрощается, благодаря интеграции множества компонентов в одно устройство. Рассмотрим, как это работает, учитывая все элементы.