Фотометричний метод визначення кольоровості води

Метод базується на використанні закону Бугера-Ламберта-Бера, який описує зменшення інтенсивності світла, що проходить крізь забарвлений розчин:

           

                                                  ^{- С} ,                                                                (3.1)

 де – інтенсивність падаючого світла;

 – інтенсивність світла, що пройшло крізь шар поглинаючої речовини;

e - молярний коефіцієнт поглинання або молярний коефіцієнт екстинції,      л/ моль· см, що характеризує власні властивості речовини поглинати світло певної довжини хвилі, залежить від природи речовини, довжини хвилі, температури і не залежить від концентрації;

С – молярна концентрація поглинаючої речовини, моль/л;

 - товщина поглинаючого шару (товщина кювети), см.

    У логарифмічній формі рівняння (3.1) має вигляд                                             

                                        -eС  або eС .                               (3.2)    Здатність розчинів пропускати монохроматичне світло характеризується коефіцієнтом пропускання або просто пропусканням ( Т ) і розраховується як

                                       (у долях) або .                          (3.3)

    Здатність розчинів поглинати світло характеризується оптичною густиною (D ) і розраховується як

                                       .                                                     (3.4)     

        

Беручи до уваги рівняння (3.2) і (3.4) отримуємо рівняння закону
Бугера-Ламберта- Бера у формі, що придатна для практичного застосування

 

                                        D = e C .                                                                   (3.5)

  Закон Бугера-Ламберта-Бера: оптична густина розчину з певною товщиною поглинаючого шару прямо пропорційна концентрації речовини в розчині.

    Графічно залежність D від С має вигляд прямої, що проходить через початок координат.

    Таким чином, вимірюючи оптичну густину розчину, можна визначити концентрацію забарвленої речовини, а отже й кольоровість його розчину.

 

    Методика фотометричного визначення кольоровості води

1. Побудова градуйованого графіка

В якості стандартних розчинів з відомою кольоровістю використовують розчини шкали кольоровості (див. табл. 3.3). Спочатку визначають оптичну густину кожного розчину за шкалою кольоровості (відносно кювети з дистильованою водою) за допомогою фотоелектроколориметра ФЕК-72. Для цього використовують кювети з товщиною поглинаючого світло шару розчину     5–10 см і синій світлофільтр (). За одержаними значеннями оптичних густин  розчинів шкали кольоровості і відповідних їм градусам кольоровості будують градуйований графік.

Вимірювання оптичної густини досліджуваної води

Воду, що досліджують, при необхідності фільтрують крізь мембранний фільтр №4. Після чого вимірюють оптичну густину фільтрату за тих же умов, що і стандартних розчинів. За градуйованим графіком визначають кольоровість досліджуємої води.

Згідно з ГОСТ 2874–82 кольоровість питної води повинна бути не більше 20⁰.

Визначення каламутності води

Робота в лабораторії

Прилади, посуд і реактиви:

1. Фотоелектроколориметр ФЕК- 72 с зеленим світлофільтром (  нм).

2. Кювети з товщиною 5-10 см.

3. Піпетки мірні місткістю 1,5,10,25 і 100 мл.

4. Циліндр мірний місткістю 100 мл – 12 шт.

5. Каолін збагачений для парфумерної промисловості (ГОСТ 21285), або для кабельної промисловості (ГОСТ 21288).

6. Пірофосфат калію  або натрію

7. Насичений розчин хлорної ртуті   .

 

Загальні відомості

        Каламутність води зумовлюється наявністю в ній завислих частинок піску, глини, органічних і неорганічних колоїдних речовин,  фіто– і зоопланктону. Причиною каламутності є мули, гідроксиди алюмінію та заліза, силіцієва кислота, планктони тощо. Каламутність води визначають згідно з ГОСТ 3351-74 не пізніше, ніж через 24 години після відбору проби. Проби води відбирають за ГОСТ4979-49 і 2474-82.

 

    С утність методу. Каламутність води визначають фотометричним методом шляхом порівняння каламутності проби води, яку досліджують з каламутністю  робочих стандартних суспензій. Метод базується на можливості використання закону Бугера-Ламберта-Бера для безкольорових суспензій або білих золів, коли зменшення інтенсивності світла, яке пройшло, обумовлено домінуючим впливом опалесценції (світлорозсіювання) від завислих часток, тоді як у кольорових розчинах домінуючий вплив має поглинання світла. Пристосованість закону Бугера-Ламберта-Бера для безкольорових суспензій перевіряють графічно: залежність оптичної густини від концентрації завислих речовин повинна бути лінійною.

Фотометричний метод використовують лише при концентрації зависей менших за 100 мг/л, при більшому вмісті їх визначають гравіметричним методом, фільтруючи воду крізь беззольні паперові фільтри "синя стрічка" або мембранні фільтри.

 

Методика визначення