Scopul lucrării este de a determina concentrația de substanțe prin metoda colorimetrică.
I. Termeni și definiții
Soluție standard (sr) este o soluție care conține o anumită cantitate de substanță de testat sau echivalentul său chimic-analitic pe unitate de volum (GOST 12.1.016 - 79).
Soluția de testare (ir) - aceasta este o soluție în care este necesar să se determine conținutul substanței de testat sau echivalentul chimic-analitic al acesteia (GOST 12.1.016 - 79).
Curba de calibrare- exprimarea grafică a dependenței densității optice a semnalului de concentrația substanței de testat (GOST 12.1.016 - 79).
Concentrația maximă permisă (MPC) substanță nocivă - aceasta este concentrarea care, cu munca zilnica (cu exceptia week-end-ului) timp de 8 ore sau cu alte ore de lucru, dar nu mai mult de 40 de ore pe saptamana pe toata durata experientei de munca, nu poate cauza boli sau abateri ale starii de sanatate detectate de moderne. metode de cercetare, în procesul de muncă sau în viața de lungă durată a generațiilor prezente sau ulterioare (GOST 12.1.016 - 79).
Colorimetrie - Aceasta este o metodă de analiză cantitativă a conținutului oricărui ion dintr-o soluție transparentă, bazată pe măsurarea intensității culorii acestuia.
II. Partea teoretică
Metoda colorimetrică de analiză se bazează pe relația dintre două mărimi: concentrația soluției și densitatea optică a acesteia (gradul de culoare).
Culoarea soluției poate fi cauzată atât de prezența ionului în sine (MnO 4 -, Cr 2 O 7 2- ), și formarea unui compus colorat ca rezultat al interacțiunii chimice a ionului studiat cu reactivul.
De exemplu, un ion Fe3 ușor colorat + dă un compus roșu-sânge atunci când interacționează cu ionii tiocianat SCH - , ionul de cupru Cu 2+ formează un complex albastru strălucitor ion 2 + când interacționează cu o soluție apoasă de amoniac.
Culoarea soluției se datorează absorbției selective a razelor de lumină de o anumită lungime de undă: soluția colorată absoarbe acele raze a căror lungime de undă corespunde culorii complementare. De exemplu: culorile suplimentare se numesc albastru-verde și roșu, albastru și galben.
O soluție de tiocianat de fier apare roșie deoarece absoarbe predominant lumina verde ( 5000Á) și ratează roșii; dimpotrivă, o soluție verde transmite razele verzi și le absoarbe pe cele roșii.
Metoda colorimetrică de analiză se bazează pe capacitatea soluțiilor colorate de a absorbi lumina în intervalul de lungimi de undă de la ultraviolet la infraroșu. Absorbția depinde de proprietățile substanței și de concentrația acesteia. Cu această metodă de analiză, substanța studiată face parte dintr-o soluție apoasă care absoarbe lumina, iar cantitatea acesteia este determinată de fluxul de lumină care a trecut prin soluție. Aceste măsurători sunt efectuate cu ajutorul fotocolorimetrelor. Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe modificarea intensității fluxului luminos la trecerea prin soluție, în funcție de grosimea stratului, gradul de culoare și concentrație. Măsura concentrării este densitate optica (D). Cu cât concentrația unei substanțe într-o soluție este mai mare, cu atât densitatea optică a soluției este mai mare și transmisia sa luminoasă este mai mică.Densitatea optică a unei soluții colorate este direct proporțională cu concentrația substanței din soluție. Ar trebui să fie măsurată la lungimea de undă la care substanța de testat are absorbția maximă a luminii. Acest lucru se realizează prin selectarea filtrelor de lumină și a cuvelor pentru soluție.
Selecția preliminară a cuvelor se efectuează vizual în funcție de intensitatea culorii soluției. Dacă soluția este intens colorată (întunecată), utilizați cuve cu o lungime de undă mică de lucru. In cazul solutiilor slab colorate se recomanda cuvele cu o lungime de unda mai mare. O soluție este turnată într-o cuvă preselectată, se măsoară densitatea optică a acesteia, inclusiv un filtru de lumină în calea razelor. La măsurarea unui număr de soluții, cuva este umplută cu o soluție de concentrație medie. Dacă valoarea obținută a densității optice este de aproximativ 0,3-0,5, se alege această cuvă pentru a lucra cu această soluție. Dacă densitatea optică este mai mare de 0,5-0,6, luați o cuvă cu o lungime de lucru mai scurtă, dacă densitatea optică este mai mică de 0,2-0,3, alegeți o cuvă cu o lungime de undă mai mare.
Precizia măsurătorilor este foarte afectată de curățenia fețelor de lucru ale cuvelor. În timpul lucrului cuvele se iau manual numai pentru marginile nefuncționale, iar dupa umplerea cu solutie monitorizați cu atenție absența chiar și a celor mai mici bule de aer de pe pereții cuvelor.
Conform legii Bouguer-Lambert-Baer, fracția de lumină absorbită depinde de grosimea stratului de soluție h, concentrația soluției Cși intensitatea luminii incidente eu 0
unde eu - intensitatea luminii care trece prin solutia analizata;
I este intensitatea luminii incidente;
h este grosimea stratului de soluție;
C este concentrația soluției;
Coeficientul de absorbție este o valoare constantă pentru un anumit compus colorat.
Luând logaritmul acestei expresii, obținem:
(2)
unde D este densitatea optică a soluției, este o valoare constantă pentru fiecare substanță.
Densitatea optică D caracterizează capacitatea unei soluții de a absorbi lumina.
Dacă soluția nu absoarbe deloc lumina, atunci D = 0 și I t =I, deoarece expresia (2) este egală cu zero.
Dacă soluția absoarbe complet razele de lumină, atunci D este egal cu infinit și I= 0, deoarece expresia (2) este egal cu infinit.
Dacă soluția absoarbe 90% din lumina incidentă, atunci D = 1 și
I t =0,1, deoarece expresia (2) este egală cu unu.
Cu calcule colorimetrice precise, modificarea densității optice nu ar trebui să depășească intervalul de 0,1 - 1.
Pentru două soluții cu grosimi și concentrații diferite de strat, dar cu aceeași densitate optică, putem scrie:
D \u003d h 1 C 1 \u003d h 2 C 2,
Pentru două soluții de aceeași grosime, dar cu concentrații diferite, putem scrie:
D 1 \u003d h 1 C 1 și D 2 \u003d h 2 C 2,
După cum se poate observa din expresiile (3) și (4), în practică, pentru a determina concentrația unei soluții prin metoda colorimetrică, este necesar să existe o soluție standard, adică o soluție cu parametri cunoscuți. (C, D).
Definiția se poate face în diferite moduri:
1. Este posibilă egalizarea densităţilor optice ale soluţiilor studiate şi standard prin modificarea concentraţiei acestora sau a grosimii stratului de soluţie;
2. Este posibil să se măsoare densitatea optică a acestor soluții și să se calculeze concentrația dorită folosind expresia (4).
Pentru implementarea primei metode se folosesc dispozitive speciale - colorimetre. Ele se bazează pe o estimare vizuală a intensității luminii transmise și, prin urmare, precizia lor este relativ scăzută.
A doua metodă - măsurătorile densității optice - se realizează folosind instrumente mult mai precise - fotocolorimetre și spectrofotometre, iar el este cel care este folosit în această lucrare de laborator.
Când lucrează la un fotocolorimetru, ei folosesc adesea metoda de construire a unui grafic de calibrare: măsoară densitatea optică a mai multor soluții standard și construiesc un grafic în coordonate. D = f(C). Apoi se măsoară densitatea optică a soluției de testat și se determină concentrația dorită din curba de calibrare.
Ecuația Bouguer - Lambert - Baer valabil numai pentru lumina monocromatică, prin urmare, măsurătorile colorimetrice precise sunt efectuate folosind filtre de lumină - plăci colorate care transmit raze de lumină într-un anumit interval de lungimi de undă. Pentru lucru, este selectat un filtru de lumină care oferă densitatea optică maximă a soluției. Filtrele de lumină instalate pe fotocolorimetru transmit raze nu de o lungime de undă strict definită, ci într-un anumit interval limitat. Ca urmare, eroarea de măsurare pe fotocolorimetru nu este mai mare de ±3 % în greutatea analitului. Lumina strict monocromatică este utilizată în dispozitive speciale - spectrofotometre, în care precizia măsurării este mai mare.
Precizia măsurătorilor colorimetrice depinde de concentrația soluției, prezența impurităților, temperatură, aciditatea mediului soluției și timpul determinării. Această metodă poate analiza doar soluții diluate, adică cele pentru care dependența D = f(C)-Drept.
La analizarea soluțiilor concentrate, acestea sunt diluate preliminar, iar la calcularea concentrației dorite se face o corecție pentru diluare. Cu toate acestea, acuratețea măsurătorilor scade în acest caz.
Impuritățile pot afecta acuratețea măsurătorilor prin faptul că ele însele dau un compus colorat cu reactivul adăugat sau împiedică formarea unui compus colorat al ionului studiat.
Metoda de analiză colorimetrică este utilizată în prezent pentru analize în diverse domenii ale științei. Permite măsurători precise și rapide folosind cantități neglijabile dintr-o substanță, insuficiente pentru analiza volumetrică sau gravimetrică.
Pentru determinare, se prepară o soluție de referință a analitului de concentrație cunoscută, care se apropie de concentrația soluției de testat. Determinați densitatea optică a acestei soluții la o anumită lungime de undă. Apoi determinați densitatea optică a soluției de testat la aceeași lungime de undă și la aceeași grosime a stratului. Pentru soluția de referință conform ecuației (17) avem:
unde este coeficientul de absorbție molar al soluției de testat; - grosimea stratului, cm.
Densitatea optică a soluției de testat este exprimată prin aceeași formulă:
unde este concentrația soluției de testat, .
Cantitatea de analit (în mg), ținând cont de diluția soluției, se găsește prin formula:
unde este volumul total al soluției de testat, ; este volumul soluției de testare colorate, este volumul unei alicote din soluția de testare luată pentru prepararea soluției colorate, .
Determinarea concentrației unei substanțe într-o soluție prin valoarea coeficientului molar de absorbție
După ce s-a determinat valoarea densităţii optice a soluţiei la o lungime de undă k şi cunoscând valoarea coeficientului molar de absorbţie . a substanței de determinat pentru razele cu lungimea de undă X, găsim prin formula (17) valoarea concentrației substanței studiate:
Cantitatea de analit (în g) este găsită prin formula:
unde se determină greutatea moleculară (atomică) a substanței (ionului).
Valoarea coeficientului molar de absorbție. setați după cum urmează. Se prepară o soluție de referință a substanței de testat de o anumită concentrație și se măsoară valoarea densității optice a acestei soluții la o lungime de undă k și o valoare . calculat prin formula:
Dacă substanța este dificil de obținut în forma sa pură, atunci puteți utiliza valoarea tabelului.
Determinarea concentrației unei substanțe folosind o curbă de calibrare
Relația funcțională dintre densitatea optică a soluției și concentrația substanței absorbante poate fi stabilită grafic. Pentru a face acest lucru, se prepară preliminar o serie de soluții ale analitului de diferite concentrații (soluții de referință). Măsurați valorile densității optice a acestor soluții pentru raze cu lungimea de undă de X și, în funcție de datele obținute, construiți o curbă de dependență a densității optice a soluției de concentrație (graficul de calibrare). Valorile densității optice a soluțiilor de referință sunt reprezentate pe axa ordonatelor, iar valorile corespunzătoare ale concentrațiilor acestor soluții () sunt reprezentate pe axa absciselor. Pentru a obține rezultate mai precise, calculați, folosind metoda celor mai mici pătrate, ecuația pentru curba de calibrare.
După ce s-a determinat valoarea densității optice a soluției de testat la aceeași grosime a stratului, este posibil să se găsească concentrația analitului folosind curba de calibrare obținută. Dacă soluția nu respectă legea Bouguer-Lambert-Beer, atunci dependența de linie dreaptă este încălcată pe o parte a curbei sau pe întreaga curbă. În acest caz, este necesară creșterea numărului de soluții standard. Concentrația soluțiilor standard este de obicei exprimată în . Cantitatea de analit în miligrame este determinată prin formula (23).
Determinarea concentrației unei substanțe prin metoda „egalizării” sau prin modificarea grosimii stratului absorbant
Densitatea optică a soluției de testat este determinată de formula:
unde este coeficientul de absorbție molar al soluției de testat; - concentraţia analitului, ; - grosimea stratului, cm.
Dispozitivul colorimetrului de imersie (colorimetrul Dubosque) se bazează pe utilizarea acestei egalități, în care identitatea culorii se realizează prin modificarea grosimii stratului de soluție. Schema optică a colorimetrului de imersie este prezentată în Fig. 96. Un flux luminos din oglinda 1 trece prin stratul de soluție de testat din cuva 2, cilindrul 4, prisma 6, lentilele 8 și 9 și intră în ocular, luminând jumătatea dreaptă a câmpului optic. Un alt flux luminos trece prin stratul de soluție standard din celula 3, cilindrul 5, prisma 7, lentilele 8 și 9, intră în ocular, luminând jumătatea stângă a câmpului optic. Cuvetele 2 și 3 sunt montate pe suporturi, care se deplasează vertical cu ajutorul angrenajelor și cremalierelor. Cilindrii de sticlă 4 și 5 cu capete lustruite sunt fixați. Prin deplasarea verticală a cuvelor 2 și 3 se modifică înălțimea coloanelor de soluție și dispar interfețele din ocularul câmpului optic. Înălțimile coloanelor soluției de referință și ale soluției de testat sunt numărate pe o scară milimetrică.
Densitate optica D, o măsură a opacității unui strat de materie la razele de lumină. Egal cu logaritmul de bază 10 al raportului de flux radiant (vezi fluxul radiant) F 0 incident pe strat la un flux slăbit ca urmare a absorbției și împrăștierii F trecând prin acest strat: D=lg( F 0 /F), în caz contrar, O. p. este logaritmul reciprocului coeficientului de transmisie al stratului de substanță: D= lg(1/τ). (Logaritmul zecimal lg este înlocuit cu logaritmul natural logaritmul logaritmul logaritmul lg, care este uneori folosit.) Conceptul de limită naturală a fost introdus de R. Bunsen;
este folosit pentru a caracteriza atenuarea radiațiilor optice (luminii) în straturi și pelicule de diferite substanțe (coloranți, soluții, pahare colorate și lăptoase și multe altele), în filtre de lumină și alte produse optice. Densitometria este utilizată în special pentru evaluarea cantitativă a straturilor fotografice dezvoltate atât în fotografia alb-negru, cât și în cea color, unde metodele de măsurare formează conținutul unei discipline separate, densitometria. Există mai multe tipuri de radiații optice, în funcție de natura radiației incidente și de metoda de măsurare a fluxurilor de radiații transmise ( orez.
). O.P. depinde de setul de frecvențe ν (lungimi de undă λ) care caracterizează fluxul inițial; valoarea sa pentru cazul limită a unui singur ν se numește op monocromatic. orez.
, a) O. p. monocromatic al unui strat dintr-un mediu care nu se împrăștie (fără a ține cont de corecții pentru reflectarea de la limitele din față și din spate ale stratului) este 0,4343 k ν l, Unde k ν
- indicele natural de absorbție a mediului, l- grosimea stratului ( k ν l=
κ cl- indicator în ecuația lui Bouguer - Lambert - legea berii a; dacă împrăștierea în mediu nu poate fi neglijată, kν este înlocuit cu indicele natural de slăbire). Pentru un amestec de substanțe care nu reacţionează sau un set de medii dispuse unul după altul, DO de acest tip este aditivă, adică este egală cu suma aceleiași DO a substanțelor individuale sau, respectiv, a mediilor individuale. Același lucru este valabil și pentru radiația optică nemonocromatică obișnuită (radiația unei compoziții spectrale complexe) în cazul mediilor cu absorbție neselectivă (independentă de ν). Obișnuit nemonocromatic Opp-ul unui set de medii cu absorbție selectivă este mai mic decât suma opp-ului acestor medii. (Pentru dispozitive pentru măsurarea O. p., vezi articolele Densitometru, Microfotometru, Fotografie aeriană spectrozonală,
Spectrosensitometru, Spectrofotometru, Fotometru.) Lit.: Gorohovsky Yu. N., Levenberg T. M., Sensitometrie generală. Teorie și practică, M., 1963; James T., Higgins J., Fundamentals of the Theory of the Photographic Process, trad. din engleză, M., 1954. L. N. Kaporsky. Tipuri de densitate optică a stratului mediu în funcție de geometria incidentului și de metoda de măsurare a fluxului de radiații transmise (în sistemul sensitometric adoptat în URSS): , care a păstrat direcția inițială; b) pentru a determina densitatea optică integrală D ε, un flux paralel este direcționat perpendicular pe strat, se măsoară întregul flux trecut; c) și d) două metode de măsurare utilizate pentru determinarea a două tipuri de densitate optică difuză D ≠ (flux incident - împrăștiat ideal). Diferența D II - D ε servește ca măsură a împrăștierii luminii în stratul măsurat.
Marea Enciclopedie Sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .
Densitate optica D, o măsură a opacității unui strat de materie la razele de lumină. Egal cu logaritmul zecimal al raportului flux de radiații F 0 incident pe strat la un flux slăbit ca urmare a absorbției și împrăștierii F trecând prin acest strat: D=lg( F 0 /F), în caz contrar, O. p. este logaritmul reciprocului lui coeficient de transmisie strat material: D= lg(1/t). (Logaritmul zecimal lg este înlocuit cu logaritmul natural logaritmul logaritmul lg, care este uneori folosit.) Bunsen ; este folosit pentru a caracteriza atenuarea radiatii optice (ușoare) în straturi și filme din diverse substanțe (coloranți, soluții, pahare colorate și de lapte etc.), în filtre de lumină și alte produse optice. OP este utilizat în special pentru evaluarea cantitativă a straturilor fotografice dezvoltate atât în fotografia alb-negru, cât și în cea color, unde metodele de măsurare formează conținutul unei discipline separate - densitometrie . Există mai multe tipuri de radiații optice, în funcție de natura radiației incidente și de metoda de măsurare a fluxurilor de radiații transmise ( orez. ).
O.P. depinde de setul de frecvențe n (lungimi de undă l) care caracterizează fluxul inițial; valoarea sa pentru cazul limită a unui singur n se numește O monocromatică p. Regular ( orez. , a) O. p. monocromatic al unui strat dintr-un mediu care nu se împrăștie (fără a lua în considerare corecțiile pentru reflectarea de la limitele din față și din spate ale stratului) este 0,4343 k n l, Unde k n - naturală rata de absorbtie mediu inconjurator, l- grosimea stratului ( k n l= k cl- indicator în ecuație Booger - Lambert - Legea Bera ; dacă împrăștierea în mediu nu poate fi neglijată, k n este înlocuit cu natural indicator de slăbire ). Pentru un amestec de substanțe care nu reacţionează sau un set de medii dispuse unul după altul, DO de acest tip este aditivă, adică este egală cu suma aceleiași DO a substanțelor individuale sau, respectiv, a mediilor individuale. Același lucru este valabil și pentru radiația optică nemonocromatică obișnuită (radiația unei compoziții spectrale complexe) în cazul mediilor cu absorbție neselectivă (independentă de n). Obișnuit nemonocromatic Opp-ul unui set de medii cu absorbție selectivă este mai mic decât suma opp-ului acestor medii. (Despre dispozitivele pentru măsurarea O. p., vezi articolele Densitometru , Microfotometru , Fotografie aeriană spectrozonală , Spectrosensitometru , Spectrofotometru , Fotometru .)
Lit.: Gorohovsky Yu. N., Levenberg T. M., Sensitometrie generală. Teorie și practică, M., 1963; James T., Higgins J., Fundamentals of the Theory of the Photographic Process, trad. din engleză, M., 1954.
Marea Enciclopedie Sovietică M.: „Enciclopedia Sovietică”, 1969-1978
Colorimetrie
Dintre metodele optice de analiză în practica laboratoarelor de analiză, metodele colorimetrice sunt cele mai utilizate (de la lat. culoare- culoare și greacă. μετρεω - măsoară). Metodele colorimetrice se bazează pe măsurarea intensității fluxului luminos care trece printr-o soluție colorată.
În metoda colorimetrică se folosesc reacții chimice, însoțite de modificarea culorii soluției analizate. Măsurând absorbția de lumină a unei astfel de soluții colorate, sau comparând culoarea obținută cu cea a unei soluții de concentrație cunoscută, se determină conținutul de substanță colorată din soluția de testat.
Există o relație între intensitatea culorii soluției și conținutul de substanță colorată din această soluție. Această dependență, numită legea de bază a absorbției luminii (sau legea Bouguer-Lambert-Beer), este exprimată prin ecuația:
I = I 0 10 - ε c l
unde I este intensitatea luminii care trece prin soluție; I 0 - intensitatea luminii incidente pe solutie; ε este coeficientul de absorbție a luminii, o valoare constantă pentru fiecare substanță colorată, în funcție de natura acesteia; C este concentrația molară a substanței colorate din soluție; l este grosimea stratului de soluție care absoarbe lumina, vezi
Sensul fizic al acestei legi poate fi exprimat astfel. Soluțiile din aceeași substanță colorată la aceeași concentrație a acestei substanțe și grosimea stratului de soluție absorb o cantitate egală de energie luminoasă, adică absorbția de lumină a unor astfel de soluții este aceeași.
Pentru o soluție colorată închisă într-o cuvă de sticlă cu pereți paraleli, se poate spune că pe măsură ce crește concentrația și grosimea stratului de soluție, culoarea acestuia crește, iar intensitatea luminii pe care am transmis-o prin soluția absorbantă scade față de intensitatea lumina incidentă I 0 .
Fig.1 Trecerea luminii printr-o cuvă cu o soluție de testare.
Densitatea optică a soluției.
Dacă luăm logaritmul ecuației legii de bază a absorbției luminii și inversăm semnele, atunci ecuația devine:
Valoarea este o caracteristică foarte importantă a soluției colorate; se numește densitatea optică a soluției și se notează cu litera A:
A = ε C l
Din această ecuație rezultă că densitatea optică a soluției este direct proporțională cu concentrația substanței colorate și cu grosimea stratului de soluție.
Cu alte cuvinte, cu aceeași grosime de strat a unei soluții dintr-o substanță dată, densitatea optică a acestei soluții va fi cu atât mai mare, cu cât conține mai mult o substanță colorată. Sau, invers, la aceeași concentrație a unei substanțe colorate date, densitatea optică a soluției depinde doar de grosimea stratului său. Din aceasta se poate trage următoarea concluzie: dacă două soluții din aceeași substanță colorată au concentrații diferite, se va obține aceeași intensitate de culoare a acestor soluții cu grosimile stratului lor invers proporționale cu concentrațiile soluțiilor. Această concluzie este foarte importantă, deoarece pe ea se bazează unele metode de analiză colorimetrică.
Astfel, pentru a determina concentrația (C) a unei soluții colorate, este necesar să se măsoare densitatea optică a acesteia (A). Pentru a măsura densitatea optică, trebuie măsurată intensitatea fluxului luminos.
Intensitatea culorii soluțiilor poate fi măsurată prin diferite metode. Există metode subiective (sau vizuale) de colorimetrie și obiective (sau fotocolorimetrice).
Metodele vizuale sunt astfel de metode în care evaluarea intensității culorii soluției de testat se face cu ochiul liber.
Cu metode obiective de determinare colorimetrică, fotocelulele sunt utilizate în locul observației directe pentru a măsura intensitatea culorii soluției de testat. Determinarea în acest caz se realizează în dispozitive speciale - fotocolorimetre, din care metoda a fost numită fotocolorimetrică.
Metode vizuale
Metodele vizuale includ:
1) metoda seriei standard;
2) metoda de duplicare (titrare colorimetrică);
3) metoda de ajustare.
Metoda seriei standard. La efectuarea analizei prin metoda seriei standard, intensitatea culorii soluției colorate analizate este comparată cu culorile unei serii de soluții standard special preparate (cu aceeași grosime a stratului absorbant).
Soluțiile în colorimetrie au de obicei o culoare intensă, astfel încât este posibil să se determine concentrații sau cantități foarte mici de substanțe. Totuși, aceasta poate fi însoțită de anumite dificultăți: în acest fel, probele pentru prepararea unei serii de soluții standard pot fi foarte mici. Pentru a depăși aceste dificultăți, soluția standard A este preparată la o concentrație suficient de mare, de exemplu 1 mg/ml. După aceea, prin diluare din soluția A, se prepară o soluție standard B de o concentrație mult mai mică și din aceasta, la rândul său, se prepară o serie de soluții standard.
Pentru a face acest lucru, volumele necesare de soluții de reactiv sunt adăugate în eprubete sau cuve de aceeași dimensiune și aceeași culoare de sticlă cu o pipetă în secvența dorită. Este indicat să se adauge porțiuni de soluții de analit din biuretă, deoarece volumele lor vor fi diferite pentru a oferi concentrații diferite într-o serie de soluții standard. În acest caz, soluția inițială trebuie să conțină toate componentele, cu excepția analitului. (soluție zero). Soluțiile de reactivi necesari sunt adăugate la soluția de testare. Toate soluțiile sunt aduse la un volum constant, iar apoi intensitatea culorii soluției de testat este comparată vizual cu soluțiile unei serii de soluții standard. Este posibil să se potrivească intensitatea culorii cu orice soluție din serie. Apoi se consideră că o sută de soluție de testare are aceeași concentrație sau conține aceeași cantitate de analit. Dacă intensitatea culorii pare a fi intermediară între soluțiile învecinate ale seriei, concentrația sau conținutul de analit este considerată media aritmetică dintre soluțiile seriei.
Titrare colorimetrică (metoda de duplicare). Această metodă se bazează pe compararea culorii soluției analizate cu culoarea altei soluții. - Control. Pentru a prepara o soluție de control, se prepară o soluție care conține toate componentele soluției de testare, cu excepția analitului, și toți reactivii utilizați la prepararea probei și se adaugă soluția standard a analitului din biuretă. Când se adaugă atât de mult din această soluție încât intensitățile de culoare ale soluției de control și ale soluțiilor analizate devin egale, se consideră că soluția analizată conține aceeași cantitate de analit ca și cea introdusă în soluția de control.
Metoda egalizării. Această metodă se bazează pe egalizarea culorilor soluției analizate și a unei soluții cu o concentrație cunoscută a analitului - o soluție standard. Există două opțiuni pentru efectuarea unei determinări colorimetrice prin această metodă.
Conform primei opțiuni, egalizarea culorilor a două soluții cu concentrații diferite de substanță colorată se realizează prin modificarea grosimii straturilor acestor soluții la aceeași putere a fluxului luminos care trece prin soluții. În acest caz, în ciuda diferenței dintre concentrațiile soluțiilor analizate și standard, intensitatea fluxului luminos care trece prin ambele straturi ale acestor soluții va fi aceeași. Raportul dintre grosimile straturilor și concentrațiile substanței colorate din soluții la momentul egalizării culorilor se va exprima prin ecuația:
l 1= C2
unde l 1 este grosimea stratului de soluție cu concentrația de substanță colorată C 1 și l 2 este grosimea stratului de soluție cu concentrația de substanță colorată C 2 .
În momentul egalității culorilor, raportul dintre grosimile straturilor celor două soluții comparate este invers proporțional cu raportul concentrațiilor acestora.
Pe baza ecuației de mai sus, măsurând grosimea straturilor a două soluții identice colorate și cunoscând concentrația uneia dintre aceste soluții, se poate calcula cu ușurință concentrația necunoscută a substanței colorate în cealaltă soluție.
Pentru măsurarea grosimii stratului prin care trece fluxul luminos se pot folosi cilindri de sticlă sau eprubete, iar pentru determinări mai precise, aparate speciale – colorimetre.
Conform celei de-a doua opțiuni, pentru a egaliza culorile a două soluții cu concentrații diferite ale unei substanțe colorate, fluxuri de lumină de intensitate diferită sunt trecute prin straturi de soluții de aceeași grosime.
În acest caz, ambele soluții au aceeași culoare când raportul logaritmilor intensităților fluxurilor de lumină incidente este egal cu raportul concentrațiilor.
În momentul realizării aceleiaşi culori a celor două soluţii comparate, cu o grosime egală a straturilor acestora, concentraţiile soluţiilor sunt direct proporţionale cu logaritmii intensităţilor luminii incidente asupra acestora.
Conform celei de-a doua opțiuni, determinarea poate fi efectuată numai cu un colorimetru.
