- •Лабораторная работа Определение концентрации водных растворов микропроцессорным фотоколориметром кфк-3 Введение
- •6.1. Микропроцессорный фотоколориметр кфк-3
- •Устройство и работа фотоколориметра
- •Оптическая схема фотоколориметра
- •Электрическая схема фотоколориметра
- •Микропроцессорная система
- •Порядок работы с фотоколориметром
- •6.3. Цель работы
- •Оформление отчёта
- •Вопросы для самоконтроля
Лабораторная работа Определение концентрации водных растворов микропроцессорным фотоколориметром кфк-3 Введение
Колориметр (от лат. color– цвет и …метр) – общее название приборов двух различных типов.
Колориметры первого типа (трёхцветные) служат для измерения и количественного выражения цвета в виде набора трёх чисел – координат цвета. Эти координаты представляют собой интенсивности световых потоков основных цветов, дающих при смешении цвет, неотличимый от измеряемого. Колориметры применяют в промышленности для контроля цвета источников света, красок, отражающих материалов, экранов цветных телевизоров и др.
Колориметры второго типа (химические или концент-рационные) используют для определения концентрации веществ в окрашенных растворах, содержания различных компонентов в продуктах химического производства, нефтепродуктах, при экологическом мониоринге и пр.
В основе их действия лежит свойство различающихся по составу растворов по-разному поглощать (абсорбировать) излучение оптического диапазона. Количественные соотношения этого явления описывают-ся законом Бугера-Ламберта-Бера (французский учёный P. Bouguer в 1729 году открыл этот закон, немецкий учёный J. Lambert в 1760 году вывел его теоретически, а в 1852 году немецкий физик F. Beer сформулировал его для растворов)
Fλ = F0λ.10-εCl,(6.1)
где F0λ,Fλ– монохроматический поток излучения, входящий и выходящий из раствора, соответственно;Tλ= е-Cl иDλ= ln Φ0λ / Φλ = ελCl– коэффициент пропускания и оптическая плотность раствора толщинойlна длине волны излученияλ;ελ– коэффициент поглощения излучения веществом;C– концентрация поглощающего вещества.
В идеальном случае ελне зависит от концентрации определяемого компонента, т.е. оптическая плотностьлинейно растёт с увеличением концентрации. Однако в реальных условиях в результате химических реакций между окрашенными частицами и молекулами растворителя наблюдается отклонение от закона Бугера-Ламберта-Бера, чаще в сторону снижения молярного коэффициента поглощения.
Эти отклонения обусловили необходимость экспе-риментального определения градуировочной характерис-тики, связывающей оптическую плотность раствора с концентрацией определяемого компонента.
Если в растворе содержится nкомпонентов, то его оптическая плотность зависит от коэффициента поглощения и концентрации всех компонентов, т.е.
DΣ = l (ελi Ci). (6.2)
Молекулы веществ, состоящие более чем из двух различных атомов, обладают характерными только для них спектрами и полосами поглощения излучения. Это предопределяет универсальность и широкое применение метода для анализа состава растворов.
6.1. Микропроцессорный фотоколориметр кфк-3
Фотоэлектрический фотометр КФК-3 предназначен для измерения коэффициентов пропускания и оптической плотности прозрачных жидкостных растворов, а также для измерения скорости изменения оптической плотности вещества и определения концентрации вещества в растворах после предварительной градуировки фотометра.
Фотометр предназначен для применения в сельском хозяйстве, медицине, на предприятиях водоснабжения, металлургической, химической, пищевой промышлен-ности и других областях народного хозяйства.
КФК-3 имеет следующие технические характеристики:
- спектральный диапазон работы, нм 315 - 990
- спектральный интервал, выделяемый
монохроматором фотометра, нм не более 7
- пределы измерения:
коэффициента пропускания, % 0,1 – 100
оптической плотности 0 – 3
- предел допускаемого значения основной
приведённой погрешности при измерении
коэффициента пропускания, % абс. 0,5
- диспергирующий элемент – дифракционная
решётка вогнутая, R= 250 мм, число штрихов
на 1мм 1200
- источник излучения лампа галогенная КГМ 12-10
- приёмник излучения фотодиод ФД-288Б
- рабочая длина кювет, мм 10, 20 и 30
- напряжение питания, В 220 22