Файл: Болдырев, А. И. Физическая и коллоидная химия учеб. пособие.pdf

дет значительно больше при ^-макс> чем ПРИ ^мипПоскольку практическая ошибка измерения оптической плотности раствора приблизительно одинакова во

всем диапазоне измерений, при большем изменении ДD (ошибка измерения) соот­ ветствующее ему изменение концентрации раствора А С (ошибка определения) будет гораздо больше при Ямин, чем при ЯмаксИными словами, точность опреде ления будет тем выше, чем ближе длина волны поглощаемого света к Амане*

Рис. 130. Сравнение точности измерения оптической плот­ ности раствора и фотометрического определения при раз­ ных длинах волн поглощаемого света:

о — спектры поглощения растворов; б — зависимость D от С при

Амане и Ямин

К совершенно аналогичному выводу можно прийти при анализе математи­ ческого выражения закона Бугера—Ламберта—Бера (VIII,10):

D—s^Cl.

Продифференцировав это выражение по С, получим

т. е. изменение оптической плотности раствора ДD с изменением концентрации ДС тем больше, чем больше молярный коэффициент погашения е^. Этот коэффи­

циент всегда является наибольшей величиной при Ямакс.

Преимущества применения монохроматического света при фотометрических измерениях заключаются и в том, что в ряде случаев можно проводить измерения в присутствии посторонних веществ, поглощающих свет в близких к максимуму поглощения определяемого вещества областях спектра. При этом влияние посто­ ронних веществ уменьшается или вовсе устраняется. Таким образом, применение монохроматического света увеличивает специфичность фотометрических методов анализа. В этом собственно и заключается главное отличие фотоколориметрии от спектрофотометрии. В спектрофотометре есть возможность измерять оптическую плотность исследуемого раствора при любой длине волны поглощаемого света, что невозможно при работе с фотоэлектроколориметром.

В настоящее время промышленность СССР выпускает целый ряд спектрофо­ тометрических приборов: СФ-4, СФ-4А, СФД-2 и др., а также саморегистрирую­ щие спектрофотометры: СФ-10, СФ-8, СФ-9.

На рис. 131 показан общий вид и принципиальная оптическая схема широко распространенного спектрофотометра СФ-4А. Рабочий диапазон этого прибора находится в пределах длин волн 220—1100 нм. Более Сложный по устройству спектрофотометр СФ-9 дает возможность автоматически регистрировать спектр пропускания и излучения в области 186—2500 нм. Внешний вид прибора показан на рис. 132.

340 —

15 17 16 Ш 12 1

тт /

Рис, 132. Внешний вид спектрофото­ метра СФ-9

Все фотометрические приборы (колориметры, фотоэлектроколориметры и спектрофотометры) широко применяются в агрохимическом анализе. Определе­ ние азота, фосфора, железа, марганца, меди и других элементов в почвах и расте­ ниях, изучение качественного и количественного состава органического вещест­ ва почвы, определение красящих и дубильных веществ в плодах, винах и виноматериалах — таков далеко не полный перечень вопросов, которые можно решать с помощью методов фотометрии.

§ 101. Методы анализа по фотометрии пламени

Метод «фотометрии пламени» или пламенная фотометрия за последнее время получил широкое распространение в агрохимическом анализе. Этот метод позво­ ляет быстро определять элементы с точностью от 2 до 4%, а иногда до 0,5—1%, что вполне достаточно для практических целей. Известно, что в пламени сначала происходит поглощение энергии атомами элемента в связи с переходом некоторых

лишь легко возбудимые элементы. Простота спектров дает возможность применять для выделения искомой спектральной линии светофильтры или монохроматоры с малой дисперсией. Благодаря быстроте и простоте анализа, несложности аппа­ ратуры и достаточно высокой точности метод пламенной фотометрии успешно применяется для определения щелочных и щелочноземельных металлов, которые очень трудно определять химическими методами.

Работа на пламенном фотометре сводится к следующему. По серии заранее приготовленных стандартных растворов, содержащих определяемый элемент, строят калибровочную прямую, откладывая по одной оси концентрации элемента, а по другой—показания гальванометра. Далее снимают показания гальваномет­ ра при введении в пламя горелки исследуемых растворов и по графику опреде­ ляют концентрацию. Метод отличается высокой производительностью. За рабочий день можно проанализировать не одну сотню проб. Неслучайно он нашел широкое

применение в агрохимии для определения обменных оснований в почвах и для анализа удобрений и растительных материалов.

^ИС' показан общий вид портативного пламенного фотометра марки ППФ-УНИИЗ, который предназначен для определения калия, натрия и кальция в почвенных вытяжках и других растворах.

— 342 -