Способи визначення концентрації

Для знаходження концентрації досліджуваної речовини викостовують декілька способів.

Метод градуйованого графіка. Готовлять серію з 4 – 6 розчинів визначуваної речовини з відомою концентрацією, вимірюють їх оптичну густину при вибраній довжині хвилі й товщині кювети, будують графік залежності А = f(С). Якщо виходить пряма лінія (тобто розчини підкоряються закону Бугера – Ламберта – Бера), її можна описати рівнянням y = ах + b, де х – концентрація розчину C; y – його оптична густина А; а – кутовий коефіцієнт, дорівнює коефіцієнту поглинання (якщо використано молярну концентрацію, те а = ); b – відрізок на осі оптичної густини, що відтинається прямою, є значенням оптичної густини в холостому досліді − А_хол. Після побудови градуйованого графіка вимірюють А досліджуваного розчину і по графіку визначають невідому концентрацію.

Диференційна фотометрія використовується для визначення високих концентрацій речовин, якщо звичайні методи не підходять через великі значення оптичної густини. Для зменшення цих показників досліджуваний розчин можна розбавляти (при цьому можливі побічні процеси, наприклад, посилення гідролізу й ін.), або використовувати як розчин порівняння розчин з досить великою концентрацією визначуваної речовини. Важливо те, щоб розчин порівняння мав менше значення А, ніж досліджуваний.

При використанні цього методу готують два розчини, які містять усі компоненти анализируємої системи. Один з них, з відомою невеликою концентрацією, виконує роль розчину порівняння. Кювету з ним поміщають на шляху світлового пучка й установлюють стрілку індикаторного пристрою на нулі. Другий розчин з невідомою концентрацією поміщають в іншу кювету й вимірюють його оптичну густину А_х відносно першого розчину. Розрахунок проводять по формулі

А_х = l(С_х − С₀ ).

Метод додатків використовується при аналізі невеликої кількості зразків, якщо побудова градуйованого графіка недоцільна. Він дає можливість виключити вплив компонента розчину, що аналізується. Спочатку вимірюють оптичну густину розчину з невідомою концентрацією С_х визначуваної речовини – А_х. Далі в досліджений розчин уводять відому кількість розчину з відомою концентрацією цієї речовини С_а й знову вимірюють оптичну густину розчину А_х+а. Невідому концентрацію знаходять розрахунком або графічним шляхом.

Оптична густина. дослідженого розчину А_х = С_хl, розчину з додатком А_х+а = С_х+а l. Виходячи із цих рівнянь С_х = .

При графічному способі знаходження невідомої концентрації розчину проводять наступне.

У трьох однакові мірні колби вносять однакові кількості дослідженого розчину, у другу й третю колби додають певні кількості цього розчину – а₁ і а₂. Вимірюють оптичні густини цих розчинів – Ах, А_х+а1, А_х+а2 На осі абсцис відкладають додаткові кількості стандартного розчину, на осі ординат – відповідні ним оптичні густини розчинів. Через отримані три точки проводять пряму лінію до перетинання її з віссю концентрації. Абсолютне значення відрізка ОС_х відповідає невідомої концентрації розчину.

А

А₂

А₁

Ах

а₁ а₂ С

Сх.

Метод спектрофотометричного титрування. В ньому перемінною величиною є оптична густина розчину з невідомою концентрацією або розчину титранта. Досліджений розчин у прозорій посудині поміщають на шляху світлового потоку, додають титрант порціями при перемішуванні й вимірюють оптичну густину після кожного додавання.

У с-ф титруванні криві титрування будують в координатах концентрація С титранта (об'єм) – оптична густина А. При цьому одержують прямі, що перетинаються в точці еквівалентності. Поблизу точці еквівалентності звичайно спостерігається деяке скривлення прямих. Це пов'язане з неповнотою протікання реакції під час відсутності надлишку того або іншого компонента. Тому для знаходження точці еквівалентності проводять екстраполяцію прямолінійних ділянок кривих до перетинання.