Теоретические основы спектрофотометрии. Закон бугера-ламбера-бера. Закон аддитивности.

Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии, — зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы спектрофотометрии — спектрофотометры. Спектрофотометрия применяется для научных работ.

 

 

Т – пропускание/прозрачность – отношение прошедшего света к интенсивности падающего света.

A=ElC

А – оптическая плотность;

E – молярный коэффициент поглощения;

l – толщина поглощающего слоя (длина кюветы);

C – концентрация (моль/л).

Закон Бугера-Ламберта-Бера:

I = I₀ ∙ 10^-ElC

E – оптическая плотность одномолярного раствора при толщине поглощающего слоя раствора (при длине) 1 см.

Если С = 1моль/л и l = 1 см, то А = Е

Е зависит от природы окрашенной частицы; от температуры; от длины волны падающего света.

Е не зависит от концентрации и толщины поглощающего слоя.

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив для монохроматического движения (для света определённой длины волны).

А_λ = Е_λlС

Свет:

а) Плихроматический (λ₁, λ₂, λ₃)

б) Монохроматический (λ₃)

Закон аддитивности – важное дополнение к закону Бугера-Ламберта-Бера. Оптическая плотность раствора в случае присутствия ряда компонентов определяется суммарной оптической плотностью каждого из компонентов.

А_сум = E₁lC₁ + E₂lC₂ + E₃lC₃ + … E_nlC_n

А_сум = l (E₁C₁ + E₂C₂ + E₃C₃ + … E_nC_n)

При проведении фотометрических измерений закон Бугера-Ламберта-Бера должен соблюдаться. Должна соблюдаться линейная зависимость. Если закон не соблюдается, могут быть отклонения, что объясняется различными физическими и химическими реакциями.

22. Количественные методы определения веществ фотометрическим методом. Фотометрическое определение Cu (II) и Fe (III). Аппаратура.

Фотометрия – оптические методы анализа, используется для учебных работ. Метод фотометрии базируется на законе Бугера-Ламберта-Бера.

 

Т – пропускание/прозрачность – отношение прошедшего света к интенсивности падающего света.

A=ElC

А – оптическая плотность;

E – молярный коэффициент поглощения;

l – толщина поглощающего слоя (длина кюветы);

C – концентрация (моль/л).

Закон Бугера-Ламберта-Бера:

I = I₀ ∙ 10^-ElC

E – оптическая плотность одномолярного раствора при толщине поглощающего слоя раствора (при длине) 1 см.

Если С = 1моль/л и l = 1 см, то А = Е

Е зависит от природы окрашенной частицы; от температуры; от длины волны падающего света.

Е не зависит от концентрации и толщины поглощающего слоя.

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив для монохроматического движения (для света определённой длины волны).

А_λ = Е_λlС

Свет:

а) Плихроматический (λ₁, λ₂, λ₃)

б) Монохроматический (λ₃)

Фотометрия применяется только для окрашенных растворов.

Круг цветности:

 

Fe(SCN)₆^3- - светофильтр зелёный, т.к. раствор красный.

Фотометрия используется только для окрашенных растворов, работает в видимой области. Для подбора светофильтра используется круг цветности (позволяет подобрать светофильтр для анализа окрашенного раствора. Более точный подбор светофильтра осуществляется экспериментально (для этого исследуемый раствор фотометрируется на всех светофильтрах), измеряется оптическая плотность раствора на всех светофильтрах. Строится график на основных данный. Используется лямбда максимальная, она зависит от длины волны.

 

Оптическая плотность зависит от длины волны и от концентрации.

 

Порядок проведения фотометрических измерений:

1) Выбор максимальной лямбды;

2) Выбор толщины кюфеты;

3) Выбор pH;

А = 0,1 – 1,0

А_оптич = 0,435

Приборы для ФМА:

 

В фотометрии используются количественные методы анализа:

1. Метод калибровочного графика:

а) Готовится серия стандартных растворов с известной концентрацией;

б) Измеряются оптические плотности растворов;

в) Строится график;

г) Измеряется оптическая плотность неизвестного раствора;

д) Наносится оптическая плотность неизвестного раствора на график;

е) Определяется неизвестная концентрация.

Метод точной, но трудоёмкий.

 

2. Метод эталона (стандарта):

 

 

3. Метод фотометрического титрования:

Перетитровывание раствора:

 

 

Фотометрия: