2. Описание лабораторной установки

Колориметр-нефелометр фотоэлектрический ФЭК-56 М – прибор широкого назначения. Он может быть использован для определения концентрации окрашенных растворов, а также для измерения коэффициента пропускания или оптической плотности вещества (раствора, эмульсии). Прибор состоит их двух блоков: блока питания 1 и измерительного блока 2. Блок питания обеспечивает функционирование всех систем прибора, с измерительным блоком он соединяется с помощью многожильного кабеля. Измерительный блок размещается в корпусе со скошенной передней панелью (рис.3). Он включает в себя узел кюветодержателей, измерительные диафрагмы с отсчетными барабанами 6, 8, микроамперметр 11, узел зеркал, осветительный узел 4, узел фотоэлементов.

Общий вид прибора и расположение основных органов управления представлены на рис. 3.

Рис. 3

1 – блок питания; 2 – измерительный блок; 3 – крышка;

4 – осветительный узел; 5 – ручка для перекрытия световых потоков;

6 – рукоятка правой измерительной диафрагмы; 7 – рукоятка для крепления кюветы;

8 – рукоятка левой измерительной диафрагмы; 9 – рукоятка переключателя светофильтров; 10 – рукоятка настройки нуля; 11 – миллиамперметр; 12, 13 – измерительные шкалы.

Прибор выверен и дополнительной настройке не подлежит.

На лицевой стороне панели измерительного блока расположены микроамперметр 10 и отсчетные шкалы 12 и 13. На верхней грани прибора – крышка 3, прикрывающая часть оптического канала прибора, где расположены блоки кюветодержателей и кюветы. За крышкой 3 ближе к осветительному узлу 4 находится ручка 5, с помощью которой перекрываются световые потоки при установке электрического нуля прибора. На правой боковой грани – рукоятка 6 правой измерительной диафрагмы 13, рукоятка 7 (меньшего размера) для переключения кювет в правом световом канале. На левой боковой грани – рукоятка 8 левой измерительной диафрагмы 12, рукоятка 9 переключателя светофильтров. Две рукоятки меньшего размера, расположенные несколько ниже, используются для регулировки прибора. При выполнении работы следует пользоваться рукояткой 10, помеченной на приборе словом «нуль».

Рис. 4

Оптическая схема прибора ФЭК-56 М представлена на рис. 4. Световой пучок от источника света 14, пройдя через светофильтр 15, попадает на призму 16, которая делит пучок на два: левый и правый. Так как источник света помещен в фокусе линз 18, то оба световых пучка, отразившись от зеркал 17, пройдя через линзы, выходят параллельными. Далее параллельные пучки идут через кюветы 19, раздвижные диафрагмы 20, а затем попадают на фотоэлементы 21. Правый световой пучок (на схеме вверху) – измерительный, левый – компенсационный.

3. Порядок выполнения работы

ВНИМАНИЕ! Прибор включается только на время проведения измерений. Не допускать перегрева оптических узлов прибора!

1. В камеру, прикрываемую крышкой 3, в специальные кюветодержатели устанавливается кювета с исследуемым раствором, рядом с ней кювета с растворителем и кювета с дистиллированной водой. Эта операция выполняется лаборантом.

2. До включения прибора в сеть установить рукоятками 6 и 8 показание 100 по черной шкале 12. Ручкой 5 перекрыть световые пучки в приборе, придав ей правое положение.

3. Включив сетевой шнур блока питания, включить тумблер на корпусе блока питания. Дать прибору прогреться в течение 2-3 минут.

4. Для установления электрического нуля прибора, рукояткой 10 установить стрелку микроамперметра на «нуль».

5. После этой операции прибор готов к работе. Перевести ручку 5 в левое положение, при котором световые потоки открыты. Приоткрыв крышку 3, убедитесь, что в световом пучке правого оптического канала находится именно кювета с раствором, а не с растворителем. Если же в световом пучке правого канала оказалась кювета с растворителем, то, вращая на себя рукоятку 7 механизма кюветодержателя, измените расположение кювет.

ПРИМЕЧАНИЕ: в левом оптическом канале стоит кювета с дистиллированной водой, чтобы предохранить узлы канала от перегрева. При проведении измерений крышка 3 должна быть закрыта!

6. Вследствие поглощения и рассеяния света раствором на правый фотоэлемент будет падать меньший световой пучок, и стрелка микроамперметра после проведения операции 5 не будет стоять на «нуле». Вращая барабан левой раздвижной диафрагмы (рукоятка 8), уравнять интенсивности обеих световых потоков, при этом стрелка микроамперметра устанавливается на «нуль».

7. Повернуть от себя рукоятку 7 кюветодержателя. Механизм кюветодержателя заменит в правом оптическом канале кювету с раствором на кювету с растворителем. Равновесие световых потоков нарушится, и тогда, вращая рукоятку 6 правого барабана, восстановить равновесие потоков (вернуть стрелку микроамперметра на «нуль»).

8. По черной шкале 13 правого барабана снять отсчет. Этот отсчет дает коэффициент прозрачности исследуемого раствора в процентах. Занести значение в таблицу в виде десятичной дроби (коэффициент прозрачности показывает, какая доля светового потока прошла через раствор).

9. Снять показание по красной шкале правого барабана 13. Оно определяет оптическую плотность раствора: . Занести это значение в таблицу результатов измерений.

10. Полученные значения и могут быть использованы для получения физических характеристик раствора (эмульсии) – коэффициента поглощения в законе Бугера и коэффициента Бэра , где – длина кюветы; С – концентрация раствора. Значения последних даны в таблице 1.

11. Операции 5-9 провесит при светофильтрах № 5, 6, 7, 8, 9. Переключение светофильтров производить рукояткой 9. Цифры на шкале рукоятки показывают, какие светофильтры включены. Характеристики светофильтров приведены в таблице 1.

12. Результаты наблюдений занести в таблицу 1. По результатам наблюдений построить графики зависимостей коэффициента поглощения и коэффициента Бэра и сделать соответствующие выводы.

Таблица 1.

№ п/п	Маркировка светофильтра	Длина волны, пропускания светофильтра, (нм)	, %		С, г/л	, мм
1	4	440
2	5	490
3	6	540
4	7	582
5	8	600
6	9	630