Порядок выполнения работ методом  прямой фотометрии с использованием градуировочного графика

1. Приготовление стандартных растворов

 Готовят пять стандартных растворов определяемого компонента путем разбавления основного стандартного раствора. Методику приготовления стандартных растворов  выбирают из приведенных ниже методик в соответствии с целью работы. Рассчитывают концентрации приготовленных растворов по формуле:

 ,                                                                    

 

где С ₀ – концентрация основного  стандартного раствора, мг/мл;

C_i – концентрация приготовленного стандартного раствора, мг/мл;

V_i –   объем исходного стандартного раствора, мл;

V _к   –   объем мерной колбы, мл.

2. Выбор длины волны

Измеряют на спектрофотометре оптические плотности третьего стандартного раствора (можно любого) в диапазоне длин волн 400 – 680 нм  с шагом ∆ l = 20нм в кювете с l = 1 см. Результаты измерений записывают в таблицу 2.1 и строят спектр поглощения в координатах А = f (λ). 

 

Таблица 2.1 – Выбор длины волны  (С = ……, l = …. см)

λ, нм	400	420	…..		…..	680
А

 

Выбирают длину волны λ_max, при которой фотометрируемый раствор имеет наибольшее значение оптической плотности.

3. Построение градуировочного графика

Измеряют оптические плотности всех приготовленных стандартных

 растворов, начиная с меньшей концентрации,  при выбранной длине волны в кювете толщиной 1 см (возможны l = 2, 3 и 5 см). Кювету подбирают таким образом, чтобы значения оптической плотности находились в диапазоне 0,15 – 0,7. Результаты измерений записывают  в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2 – Данные для построения градуировочного графика А = f (С)

(λ _max =.... нм, l =.... см, V _к =... мл)

№ раствора	1	2	3	4	5
V i, мл
С i, мг/мл
А
А

Построение градуировочного графика Ас = f (С) на миллиметровой бумаге проводят в следующем порядке:

  – выбирают масштаб с учетом ошибки измерения и отмечают на осях координат ряд чисел его характеризующий. Значения концентрации С откладывают на оси абсцисс, указывая размерность, а значения оптической плотности А – на оси ординат. Экспериментальные значения величин на осях координат откладывать не следует;

  – в координатах А – C наносят экспериментальные точки, полученные после измерения оптической плотностистандартных растворов;

   – используя данные измерений в стандартных растворах (таблица 2.2), рассчитывают значения коэффициентов a и b для уравнения графика y = a + bx и коэффициент корреляции r, (y = A _i, x = C_i). Для обработки следует использовать только те точки, которые лежат на линейном участке градуировочного графика. Расчет проводят методом наименьших квадратов на компьютере (например, в программе Exel) или по формулам [2, c.48]. Коэффициент корреляции, если r ≥ 0,99, показывает количественную зависимость между  А и С. Записывают уравнение А = a + b С,подставив найденные значения коэффициентов a и b;

– строят прямую, описываемую уравнением А = a + b С. Для построения достаточно указать координаты двух точек, принадлежащих этой прямой.  В полученное уравнение подставляют любое произвольное значение концентрации (С ₁)  и рассчитывают соответствующее значение А ₁ (точка 1), затем для другого произвольного значения С ₂ – значение А ₂(точка 2). Рассчитанные координаты двух точек наносят на график и через них проводят прямую линию, которая оптимально отражает линейную зависимость аналитического сигнала от концентрации. Отклонение каждой экспериментальной точки от этой прямой будет минимальным.

        Градуировочные графики, полученные при повторных измерениях (для проверки их стабильности во времени, при измерениях в кюветах различной толщины), строят на одном листе

 

4. Определение концентрации определяемого компонента в анализируемом растворе

Измеряют оптическую плотность анализируемого раствора относительно раствора сравнения. Оптическая плотность фотометрируемого раствора должна находиться в пределах линейного участка градуировочного графика.

Если оптическая плотность выходит за верхний предел графика, то анализируемый раствор разбавляют и повторяют измерения А.

Для разбавления аликвоту (точный объем анализируемого раствора) помещают в мерную колбу такой же вместимости, как колбы, в которых готовили стандартные растворы. Затем добавляют те же реагенты и в той же последовательности, что и при приготовлении стандартных растворов, доводят до метки водой и тщательно перемешивают.

  По величинам А по уравнению градуировочного графика рассчитывают концентрацию определяемого компонента в фотометрируемом растворе. Для одного из параллельных определений  концентрацию находят по графику.

 В исходном анализируемом растворе  концентрацию компонентанаходят по формуле, учитывая разбавление:

 

 ,                                         

где С _x – концентрация определяемого компонента в анализируемом растворе;

С – концентрация определяемого компонента в фотометрируемом растворе;

V _к – вместимость мерной колбы для  разбавления анализируемого раствора;

V _п – объем пробы анализируемого раствора, взятой для разбавления.

Для набора статистических данных проводят 4 – 6 параллельных определений, записывая результаты в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.3 – Результаты определения  ______  в     _____________

                                                                                          (компонент)        ^{(объект анализа)}

№ измерения		А	Концентрация определяемого компонента
			в фотометрируемом растворе С, мг/мл	в анализируемом растворе, С x ^*
1 2 …

 

 * Концентрацию компонента в анализируемом растворе С _x рассчитывают в тех единицах измерения, которые указываются в задании УИР, например, мг/л, % и др.

5. Математическая обработка результатов определения

С целью оценки воспроизводимости и правильности результатов проводят  математическую обработку результатов определения концентрации компонента в анализируемом растворе (данные последней колонки в таблице 2.3). При обработке результатов и их оценке следует руководствоваться  указаниям [1, 3] и таблицами 2 и 3 в приложении пособия. Результаты расчетов с необходимым числом значащих цифр записывают в виде таблицы 2.4.

 

Таблица 2.4 – Математическая обработка результатов определения