Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

МЕТОДЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Дорогова В Б, Игнатьева Л П,

3.2. Метод градуировочного графика

Для определения содержания вещества методом градуировочного графика готовят серию из 5–8 стандартных растворов разных концентраций и измеряют оптическую плотность каждого из растворов, делая не менее 3-х параллельных определений для каждой точки.

При выборе интервала концентраций стандартных растворов руководствуются следующими положениями:

1) он должен охватывать область возможных изменений концентраций исследуемого раствора. Желательно, чтобы оптическая плотность исследуемого раствора соответствовала примерно середине градуировочной кривой;

2) необходимо, чтобы в этом интервале концентраций при выбранной толщине кюветы и аналитической длине волны l соблюдался основной Закон светопоглощения, т.е. градуировочный график А = ?(С) был линейным;

3) интервал рабочих значений А, соответствующий интервалу стандартных растворов, должен обеспечивать максимальную прецизионность результатов измерений, т.е. А ? 0,14–1,9. Однако на практике встречается, что при значениях А ? 1,1–1,3 не соблюдается уже линейный характер зависимости А = ?(С).

При совокупности перечисленных условий измеряют оптическую плотность стандартных растворов с добавкой необходимых реагентов относительно растворителя и строят градуировочный график зависимости А = ?(С).

Полученная кривая (рис. 3.1) называется градуировочной кривой или градуировочным графиком.

Периодически 1 раз в месяц или в квартал, при замене новой партии реактивов, либо после ремонта фотоколориметра градуировочную кривую проверяют по 2–3 свежеприготовленным стандартным растворам и реагентам.

В общем случае, когда свет поглощается не только определяемым соединением, но и реагентом, экспериментальные данные измерений оптической плотности могут быть представлены следующими вариантами:

1. Оптические плотности стандартных растворов и раствора реагента (холостого опыта, содержащего определенный объем добавляемого реагента) измеряют относительно растворителя. Определяют разности значений ?А = А – АR (где А и АR – среднее значение при разных концентрациях) и строят график или рассчитывают уравнение зависимости А = ?(С). Этот подход наиболее применим для неустойчивых систем и реагентов и систем, содержащих примеси.

2. Оптическую плотность стандартных и исследуемых растворов измеряют относительно раствора реагента и строят зависимость А = ?(С). Этот вариант применяют, когда раствор холостого опыта (реагента) имеет высокое значение оптической плотности.

3. Оптическую плотность растворов измеряют относительно растворителя. Результат холостой пробы и его погрешность рассчитывают методом линейного регрессионного анализа.

Определив оптическую плотность исследуемого раствора АХ, находят ее значение на оси координат, а затем на оси абсцисс – соответствующее ей значение концентрации СХ.

Этот метод применяют при выполнении серийных фотометрических анализов, он дает хорошие результаты при соблюдении основного закона светопоглощения.

В отличие от других фотометрических методов, метод градуировочного графика позволяет определять концентрацию окрашенных растворов даже в тех случаях, когда основной закон светопоглощения не соблюдается. Для построения градуировочной кривой в этих случаях приготавливают порядка 10-и стандартных растворов разной концентрации и строят градуировочный график. Воспроизводимость определений при этом ниже, чем в случае линейной зависимости А = ?(С).

Зависимость А = ?(С) в общем виде математически можно выразить прямой линией, проходящей через начало координат:

А = bc, (3.6)

мкг(мг)/А. (3.7)

В дальнейшем, при расчете искомой концентрации СХ пользуются только градуировочным коэффициентом:

(3.8)

Если при фотометрировании растворов допускается какая-то систематическая погрешность, то графическая зависимость также может выражаться прямой линией, но не проходящей через начало координат. В этом случае в уравнении прямой появляется свободный член а и уравнение имеет следующий вид:

А = а + bc. (3.9)

Если отклонений от основного закона светопоглощения избежать не удается и графическая зависимость А = ?(С) становится нелинейной, то такую зависимость с достаточной степенью приближения можно аппроксимировать уравнением параболы, проходящей через начало координат:

А = аС + bc2, (3.10)

где а и b – коэффициенты в уравнении параболы.

При построении градуировочного графика различают следующие варианты:

– график для чистых стандартных растворов, построенный при оптимальных условиях. Такие графики следует с осторожностью использовать для определений неизвестных концентраций в растворах, содержащих мешающие ионы;

– график, построенный в присутствии отдельных мешающих компонентов матрицы, влияние которых достаточно изучено;

– график, построенный по стандартным растворам, содержащих все посторонние элементы анализируемых объектов.