1.4 Вимірювання інтенсивності світлопоглинання

Прилад для вимірювання світлопоглинання повинен виконувати два основні завдання:

1. Розкладання поліхроматичного світла та виділення потрібного інтервалу довжин хвиль.

2. Вимірювання поглинання світла речовиною.

На рис. 1.7 зображена принципова схема приладів в абсорбційній спектроскопії.

Рис. 1.7 Основні вузли абсорбційних приладів

Електромагнітне випромінювання від джерела випромінювання 1 проходить через конденсорні лінзи 2, завдяки яким набуває рівнобіжний напрямок, після чого проходить через щілину 3 і попадає на монохроматор 4, який дозволяє з загального потоку виділити і направити на кювети 5 більш вузький інтервал довжин хвиль. Після проходження світлового потоку через кювету з розчином він попадає на фотоелемент 6, який перетворює енергію випромінювання в електричну. Величина виникаючого фотоструму реєструється за допомогою мікроамперметра 7, шкала якого градуйована в одиницях пропускання або оптичної густини.

Для проведення фотометричних вимірювань використовують фотоелектроколориметри і спектрофотометри. В таблиці 1.2 наведені основні вузли цих приладів.

Таблиця 1.2

Основні вузли абсорбційних приладів

№ п/п	Вузол	Фотоелектро-колориметр (ФЕК)	Спектрофотометр
1	Джерело випромінювання	Лампа накалювання (400–1100 нм)	лампа накалювання (400–1100 нм) воднева (220–350 нм) дейтерієва (100–350 нм) ртутна (200–400 нм)
2	Монохроматор (диспергатор)	світлофільтри	кварцові призми або дифракційні решітки
3	Кювети	скляні	скляні і кварцові
4	Перетворювач сигналу	Фотопомножувачі або фотоелементи
5	Індикатор сигналу	шкала в одиницях А або Т, або світлове табло

Світлофільтри – забарвлене скло, здатне пропускати лише певну область , дозволяють вибрати ту область довжин хвиль, що поглинається розчином. Чим більше світлофільтрів, тим чутливіше прилад.

Якщо відсутня спектральна характеристика речовини, то вимірюють А на всіх наявних у приладі світлофільтрах і вибирають той, де оптична густина максимальна.

На ФЕК не можна одержати спектральну характеристику, тому що ширина пропущення світлофільтрів дуже велика.

Кварцові призми або дифракційні решітки розкладають промінь на хвильовий спектр, тобто дозволяють виділити промінь із певною довжиною хвилі, що дозволяє одержати спектральну характеристику (спектр).

Фотоелементи перетворюють світлову енергію в електричну, засновані на явищі фотоефекта (відрив електронів від атомів речовини під дією світлового потоку).

Фотоелементи бувають різних типів: із зовнішнім, внутрішнім фотоефектом і із замикаючим шаром.

Звичайно у ФЕКах використовують Se фотоелементи (із замикаючим шаром).

Se 400–760 нм

Sb–Cs 220–650 нм

О₂–Cs 600–1000 нм

Для вибору фотоелемента треба щоб максимум на спектральній характеристиці визначуваної речовини збігався з максимумом світлопоглинання фотоелемента.