Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

2.4. Выбор спектральной области для фотометрических измерений

Чувствительность и погрешность фотометрического определения зависят от выбранного интервала длин волн поглощаемого света, который обеспечивается наличием в фотоколориметрах набором узкополосных светофильтров. Спектральные характеристики светофильтров приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Характеристики светофильтров

Маркировка светофильтра

Длина волны, способствующая
максимуму пропускания, нм

Полуширина полосы
пропускания, нм

1.

315 ± 5

35 ± 15

2.

340 ± 5

25 ± 10

3.

400 ± 5

45 ± 10

4.

440 ± 5

40 ± 15

5.

490 ± 10

35 ± 10

6.

540 ± 10

25 ± 10

7.

590 ± 10

25 ± 10

8.

670 ± 10

20 ± 5

Оптимальная спектральная область, в которой проводят фотометрические измерения, определяется спектрами поглощения фотометрируемого комплекса и применяемого реагента. При этом встречаются следующие основные варианты:

1. В рассматриваемой области спектра фотометрический реагент света не поглощает (спектры поглощения не перекрываются). В этом случае измерение оптической плотности фотометрируемого раствора желательно производить в той области спектра, в которой поглощение света определяемым соединением является максимальным. Это дает возможность провести количественное определение с наибольшей чувствительностью и наименьшей погрешностью.

Рассмотрим влияние результатов измерения оптической плотности раствора при разных длинах волн на чувствительность и погрешность фотометрического определения. Допустим, что рассматриваемый комплекс имеет спектр поглощения, показанный на рис. 2.2,а. Выберем участки спектра, где анализируемое соединение поглощает лучи максимально (? = 550 нм) и минимально (? = 640 нм). Затем, приготовив окрашенные растворы с различными концентрациями так, чтобы С1 < С2 < С3, измерим их оптические плотности при ?max и ?min. При обеих длинах волны построим графическую зависимость оптической плотности от концентрации раствора определяемого вещества (рис. 2.2,б).

_2_4.wmf

а б

Рис. 2.2. Сравнение точности измерения оптической плотности раствора и фотометрического определения при разных длинах волн поглощаемого света:
а – спектра поглощения растворов; б – зависимость D от С при ? max и ? min

Из рис. 2.2 видно, что при изменении концентрации вещества в интервале от С1 до С2 (?С) соответствующее ему изменение оптической плотности (?А) будет гораздо больше при ?max, чем при ?min. Так как погрешность измерения оптической плотности раствора приблизительно одинакова, то погрешность определения будет гораздо больше при ?min чем при ?max. Угловой коэффициент S зависимости А = ?(С), характеризующей чувствительность определения, будет значительно выше при ?max. К такому же выводу приводит анализ уравнения основного закона светопоглощения А = ??cl. Продифференцировав это выражение по С (при l = 1), получим:

3.wmf или 4.wmf (2.7)

Это означает, что с изменением концентрации (?С) изменение оптической плотности (?А) фотометрируемого раствора тем больше, чем больше молярный коэффициент светопоглощения фотометрируемого соединения, а всегда является наибольшим при ? max.

2. Спектры поглощения фотометрируемого соединения и применяемого реагента перекрываются.

В данном случае фотометрическое определение при перекрывании спектров комплекса и реагента проводят в области оптимального поглощения лучей, то есть в том интервале длин волн, где наблюдается максимальная разность ?? комплекса и реагента.

Таким образом, выбор участка спектра при фотометрировании определяется следующими условиями:

1. Максимальным поглощением лучей, проходящих через раствор излучения, обеспечивающим наибольшую чувствительность и воспроизводимость фотометрического определения.

2. Высокой чувствительностью приемника излучения (фотоэлемента) к выбранному интервалу длин волн.

3. Соблюдением основного закона светопоглощения.

4. Прецизионностью результатов измерений.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074