Eritmaning optik zichligini aniqlashning nazariy asoslari

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Har qanday zarracha, xoh u molekula, xoh atom yoki ion boʻlsin, yorugʻlik kvantining yutilishi natijasida energiyaning yuqori darajasiga oʻtadi. Ko'pincha, asosiy holatdan hayajonlangan holatga o'tish sodir bo'ladi. Bu spektrlarda ma'lum yutilish diapazonlarining paydo bo'lishiga olib keladi.

Nurlanishning yutilishi, u moddadan o'tganda, ma'lum bir optik zichlikka ega bo'lgan moddaning zarrachalari sonining ko'payishi bilan bu nurlanishning intensivligining pasayishiga olib keladi. Ushbu tadqiqot usuli V. M. Severgin tomonidan 1795 yilda taklif qilingan.

Bu usul tahlil qiluvchi modda rangli birikmaga aylana oladigan, bu esa tekshirilayotgan eritma rangining oʻzgarishiga olib keladigan reaksiyalar uchun eng mos keladi. Uning yorug'lik yutilishini o'lchash yoki rangi ma'lum konsentratsiyali eritma bilan solishtirish orqali eritmadagi moddaning foizini topish oson.

Yorug'likni yutishning asosiy qonuni

Fotometrik aniqlashning mohiyati ikkita jarayondan iborat:

• taxlil qiluvchi moddaning o'tkazilishichangni yutish birikmasi;
• bir xil tebranishlarni tekshirilayotgan moddaning eritmasi bilan yutish intensivligini o'lchash.

Yorug'likni yutuvchi materialdan o'tadigan yorug'lik intensivligining o'zgarishi, shuningdek, aks etish va tarqalish natijasida yorug'likning yo'qolishidan kelib chiqadi. Natija ishonchli bo'lishi uchun parametrlarni bir xil qatlam qalinligida, bir xil kyuvetlarda, bir xil erituvchi bilan o'lchash uchun parallel tadqiqotlar o'tkaziladi. Shunday qilib, yorug'lik intensivligining pasayishi asosan eritma konsentratsiyasiga bog'liq.

Eritma orqali oʻtayotgan yorugʻlik intensivligining pasayishi yorugʻlik oʻtkazuvchanlik koeffitsienti (uning oʻtkazuvchanligi deb ham ataladi) T: bilan tavsiflanadi.

T=I / I_{0, bu erda:}

• I - moddadan oʻtgan yorugʻlik intensivligi;
• I_{0 - tushayotgan yorug'lik nurining intensivligi.}

Shunday qilib, transmissiya oʻrganilayotgan eritma orqali oʻtadigan soʻrilmagan yorugʻlik oqimining nisbatini koʻrsatadi. Teskari uzatish qiymati algoritmi eritmaning optik zichligi (D) deb ataladi: D=(-lgT)=(-lg)(I / I₀)=lg(I). _{0 / I).}

Bu tenglama tadqiqot uchun qaysi parametrlar asosiy ekanligini koʻrsatadi. Bularga yorug'likning to'lqin uzunligi, kyuvetaning qalinligi, eritma konsentratsiyasi va optik zichlik kiradi.

Bouger-Lambert-Beer qonuni

Bu monoxromatik yorugʻlik oqimi intensivligining pasayishining konsentratsiyaga bogʻliqligini koʻrsatadigan matematik ifodadir.changni yutish va u o'tadigan suyuqlik qatlamining qalinligi:

I=I₀10^{-e·si, bu erda:}

• e - yorug'likni yutish koeffitsienti;
• S - moddaning konsentratsiyasi, mol/l;
• i - tahlil qilinadigan eritmaning qatlam qalinligi, qarang

Oʻzgartirishdan soʻng quyidagi formulani yozish mumkin: I / I₀ =10^-e·si.

Qonunning mohiyati quyidagicha: kyuvetada bir xil konsentratsiya va qatlam qalinligida bir xil birikmaning turli xil eritmalari ularga tushayotgan nurning bir xil qismini yutadi.

Oxirgi tenglamaning logarifmini olib, formulani olishingiz mumkin: D=eCi.

Shubhasiz, optik zichlik to'g'ridan-to'g'ri eritma konsentratsiyasiga va uning qatlamining qalinligiga bog'liq. Molyar yutilish koeffitsientining jismoniy ma'nosi aniq bo'ladi. Bir molyar eritma uchun D ga teng va qatlam qalinligi 1 sm.

Qonunni qoʻllash boʻyicha cheklovlar

Ushbu boʻlim quyidagi elementlarni oʻz ichiga oladi:

1. Bu faqat monoxromatik yorug'lik uchun amal qiladi.
2. E koeffitsienti muhitning sindirish ko'rsatkichi bilan bog'liq, ayniqsa yuqori konsentratsiyali eritmalarni tahlil qilishda qonundan kuchli og'ishlar kuzatilishi mumkin.
3. Optik zichlikni o'lchashda harorat doimiy bo'lishi kerak (bir necha daraja ichida).
4. Nur nuri parallel boʻlishi kerak.
5. Muhitning pH darajasi doimiy bo'lishi kerak.
6. Qonun moddalarga nisbatan qoʻllaniladiyorug'likni yutish markazlari bir xil turdagi zarralardir.

Konsentratsiyani aniqlash usullari

Kalibrlash egri chizig'i usulini ko'rib chiqishga arziydi. Uni qurish uchun tekshiriluvchi moddaning turli konsentratsiyasiga ega bo'lgan bir qator eritmalar (5-10) tayyorlang va ularning optik zichligini o'lchang. Olingan qiymatlarga ko'ra, konsentratsiyaga nisbatan D grafigi chiziladi. Grafik boshlang'ichdan to'g'ri chiziqdir. Bu oʻlchov natijalari boʻyicha moddaning kontsentratsiyasini osongina aniqlash imkonini beradi.

Qoʻshimchalar usuli ham mavjud. U avvalgisiga qaraganda kamroq qo'llaniladi, ammo bu sizga murakkab kompozitsion echimlarni tahlil qilish imkonini beradi, chunki u qo'shimcha komponentlarning ta'sirini hisobga oladi. Uning mohiyati noma'lum konsentratsiyali S_x ni o'z ichiga olgan D_x muhitining optik zichligini bir xil eritmani qayta-qayta tahlil qilgan holda aniqlashdan iborat. test komponentining ma'lum miqdorini qo'shish (S_st). C_{x qiymati hisoblar yoki grafiklar yordamida topiladi.}

Tadqiqot shartlari

Fotometrik tadqiqotlar ishonchli natija berishi uchun bir nechta shartlar bajarilishi kerak:

• reaktsiya tez va toʻliq, tanlab va takrorlanuvchan tarzda tugashi kerak;
• hosil boʻlgan moddaning rangi vaqt oʻtishi bilan barqaror boʻlishi va yorugʻlik taʼsirida oʻzgarmasligi kerak;
• sinov moddasi uni analitik shaklga aylantirish uchun yetarli miqdorda olinadi;
• oʻlchovlaroptik zichlik to'lqin uzunligi diapazonida amalga oshiriladi, bunda dastlabki reagentlar va tahlil qilinadigan eritmaning yutilishidagi farq eng katta bo'ladi;
• Etalon eritmaning yorugʻlik yutilishi optik nolga teng deb hisoblanadi.