1.Теоретическая часть
Окрашенные вещества поглощают видимый свет. Поглощение света веществом зависит от его природы, концентрации С, длины световой волны и длины оптического пути (расстояния, которое свет прошел через вещество) l. Эта зависимость описывается законом Бугера-Ламберта-Бера:
D = lg(I/I0) = ε.C.l ,
I0 – интенсивность светового излучения на входе в раствор, I - интенсивность светового излучения на выходе из раствора, ε – коэффициент экстинкции (молярный коэффициент светопоглощения), зависящий от природы вещества и длины волны света. Величина D = lg(I/I0) называется оптической плотностью раствора. Из закона Бугера-Ламберта-Бера следует, что оптическая плотность прямо пропорциональна концентрации поглощающего вещества в растворе, то есть зависимость оптической плотности от концентрации представляет собой прямую (см.рисунок). На этом основан фотометрический метод определения концентрации вещества. Чтобы определить неизвестную концентрацию, нужно построить для этого вещества градуировочный гафик, то есть зависимость оптической плотности от его концентрации. Тогда , измерив оптическую плотность раствора неизвестной концентрации, по градуировочному графику находят концентрацию, которая соответствует данной оптической плотности.
Чтобы построить градуировочный график, берут несколько растворов с известной концентрацией, измеряют их оптическую плотность и полученную зависимость аппроксимируют прямой.
Фотометрический метод можно применять даже если само вещество не окрашено, но дает окраску в присутствии какого-либо вещества-реагента.
Коэффициент экстинкции ε зависит от длины волны света. Для фотометрического анализа длину волны подбирают так, чтобы поглощение окрашенного вещества было максимальным.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Оборудование.
Компьютер, светодиодная линейка; датчик оптической плотности (выбирается из датчиков 400, 475, 525, 595 нм по результатам опыта со светодиодной линейкой); датчик объема жидкого реагента с шприцем на 10 мл, кювета, магнитная мешалка, 2 мерные колбы на 100 мл, мерная пипетка на 10 мл, шприцы на 3 и 10 мл.
2.2.Реактивы.
Растворы: 1M KI; 0,01 M I2 в 0,1 M KI.
2.3. Ход работы.
Подбор датчика оптической плотности.
В сухую кювету наливают стандартный раствор 0,01 M I2 в 0,1 M KI. Подключают светодиодную линейку к USB –разъему компьютера. Смотрят на светящиеся диоды через кювету с раствором и определяют, какой свет проходит через него хуже всего. Выбирают датчик с соответствующей длиной волны. Раствор из кюветы выливают обратно в колбу. Кювету промывают и вытирают фильтрвальной бумагой.
Получение градуировочного графика для раствора I2/KI.
1.Готовят фоновый раствор 0,1 M KI. Для этого в мерную колбу на 100 мл добавляют с помощью мерной пипетки 10 мл 1M KI, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки, перемешивают.
2. Ставят кювету на магнитную мешалку, надевают на нее датчик оптической плотности. Подключают датчик к компьютеру, запускают программу Химия-Практикум. Выливают весь приготовленный раствор 0,1 M KI в кювету, включают перемешивание.