Материал: LS-Sb88915

щее вещество света. Результаты измерений выражают в виде значений оптической плотности. Неизвестную концентрацию находят по градуировочному графику, построенному по результатам измерений оптических плотностей рас-

творов известных концентраций в координатах A = f (c). Относительная по-

грешность фотометрических методов анализа обычно не превышает 1…2 % Точность получаемых результатов сильно зависит от качества градуиро-

вочного графика. Поэтому к построению градуировочной зависимости предъявляют достаточно жесткие требования:

–число точек на градуировочной кривой должно быть достаточно большим (не менее 6–10);

–измерения проводят при постоянных условиях (температура, растворитель, кювета, влажность воздуха);

–диапазон концентраций на градуировочной кривой должен быть шире диапазона возможных концентраций определяемого вещества;

–для уменьшения систематических погрешностей в качестве холостого раствора необходимо использовать смесь реагентов;

–построение градуировочной кривой по данным градуировочных измерений необходимо осуществлять с использованием адекватных математических моделей зависимости оптической плотности от концентрации и соответствующих конкретному случаю методов математической обработки результатов измерений (выбор метода зависит от количества экспериментальных точек, степени прецизионности измерений и др.).

Погрешность фотометрических измерений значительно уменьшается при использовании метода «внутреннего эталона». Суть метода состоит в том, что к анализируемой пробе добавляют известное количество другого светопоглощающего вещества – внутреннего эталона – и строят градуировочную зависимость отношения значения оптической плотности определяе-

мого вещества к значению оптической плотности внутреннего эталона от

концентрации определяемого вещества Другим способом уменьшения погрешности фотометрического определе-

ния количества вещества в растворе является использование метода добавок. Данный метод основан на том факте, что в первом приближении оптическая плотность смеси различных веществ является величиной аддитивной. В этом

случае становится возможным фотометрическое определение одновременно нескольких компонентов. Для двухкомпонентных смесей проводят измерения

7

при двух различных длинах волн. Разрешая получающуюся при этом систему

двух уравнений с двумя неизвестными – концентрациями c(1) и c(2) :

Aλ1 = ε(1)λ1c(1)l + ε(2)λ1 c(2)l,

Aλ2 = ε(1)λ2c(1)l + ε(2)λ2 c(2)l,

можно найти значение определяемой концентрации вещества в растворе. Фотометрия используется также для индикации конечной точки титрова-

ния (фотометрическое титрование). Преимущества фотометрического метода по сравнению с визуальной индикацией определяются большей точностью анализа и возможностью использования ультрафиолетовой области спектра.

4. УСТРОЙСТВО СПЕКТРОФОТОМЕТРОВ

Принцип работы прибора. Приборы для измерения оптической плотности называют спектрофотометрами. Принципы спектрофотометрического метода технически реализованы в различных модификациях спектрофотометров и фотоколориметров (фотоэлектроколориметров). Ниже приведена упрощенная оптическая схема работы спектрофотометра:

1 –источникизлучения;2–регуляторинтенсивностиизлучения;3–монохроматор (призма,дифракционнаярешетка,светофильтр);4–кюветноеотделение,дляпомещения образцов;5–детектор(фотоэлемент,термоэлемент);6 –усилительсигнала;

7 –регистрирующееустройство(визуальное,графическое,цифровое,компьютерное)

Белый свет от источника проходит последовательно через щель, моно-

хроматор (призма, дифракционная решетка или светофильтр), измеритель-

ную ячейку (кювету с анализируемым образцом или образцом сравнения) и

попадает на детектор излучения (фотоэлемент). В детекторе происходит пре-

образование светового сигнала в электрический, который через усилитель подается на регистрирующее устройство. Результаты измерений выражают в виде значений оптической плотности или в процентах пропускания как функции длины волны или волнового числа излучения.

Для уменьшения систематических погрешностей принято использовать при фотометрировании кварцевые кюветы.

8

Модели современных спектрофотометров очень разнообразны. В зависимости от поставленных задач (анализ растворов, суспензий, кристаллических или полимерных объектов, биологических образцов) используются как приборы с однолучевой, так и с двухлучевой схемами. Однолучевые спектрофотометры уступают двухлучевым по своим характеристикам, на результатах измерения спектров называется нестабильность светового излучения ламп, чувствительности ФЭУ и электронной системы усиления фототока. Особенность двухлучевой схемы состоит в том, что луч с помощью системы зеркал делится на два когерентных потока, один из которых проходит через анализируемое вещество, а второй служит для сравнения. Такая схема позволяет получить более точные и устойчивые результаты. Это объясняется тем, что измерение в данном варианте приборов осуществляется по разностной схеме. Детектор измеряет разность энергий световых потоков – прошедшего через пробу и потока сравнения. Помехи, связанные с колебаниями внешних – атмосферных – воздействий и нестабильностью работы аппаратуры, при этом взаимно компенсируются.

9

10