Ang layunin ng gawain ay upang matukoy ang konsentrasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng pamamaraang colorimetric.

I. Mga tuntunin at kahulugan

Karaniwang solusyon (sr) ay isang solusyon na naglalaman ng isang tiyak na halaga ng sustansyang pansubok o ang katumbas na kemikal-analytical nito sa bawat dami ng yunit (GOST 12.1.016 - 79).

Ang solusyon sa pagsubok (ir) - ito ay isang solusyon kung saan kinakailangan upang matukoy ang nilalaman ng sangkap ng pagsubok o ang katumbas na kemikal-analytical nito (GOST 12.1.016 - 79).

Kurba ng pagkakalibrate- graphical na pagpapahayag ng pag-asa ng optical density ng signal sa konsentrasyon ng sangkap ng pagsubok (GOST 12.1.016 - 79).

Pinakamataas na Pinahihintulutang Konsentrasyon (MPC) nakakapinsalang sangkap - ito ang konsentrasyon na, sa araw-araw (maliban sa katapusan ng linggo) na nagtatrabaho ng 8 oras o sa iba pang mga oras ng pagtatrabaho, ngunit hindi hihigit sa 40 oras sa isang linggo sa buong karanasan sa pagtatrabaho, ay hindi maaaring magdulot ng mga sakit o paglihis sa estado ng kalusugan na nakita ng modernong mga pamamaraan ng pananaliksik, sa proseso ng trabaho o sa pangmatagalang buhay ng kasalukuyan o kasunod na mga henerasyon (GOST 12.1.016 - 79).

Colorimetry - Ito ay isang paraan ng quantitative analysis ng nilalaman ng anumang ion sa isang transparent na solusyon, batay sa pagsukat ng intensity ng kulay nito.

II. Teoretikal na bahagi

Ang colorimetric na paraan ng pagsusuri ay batay sa relasyon ng dalawang dami: ang konsentrasyon ng solusyon at ang optical density nito (degree ng kulay).

Ang kulay ng solusyon ay maaaring sanhi ng parehong pagkakaroon ng ion mismo (MnO 4 -, Cr 2 O 7 2- ), at ang pagbuo ng isang kulay na tambalan bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ng ion na pinag-aaralan sa reagent.

Halimbawa, isang bahagyang kulay na ion Fe 3 + nagbibigay ng dugo-pulang tambalan kapag nakikipag-ugnayan sa thiocyanate ions SCH - , ang tansong ion Cu 2+ ay bumubuo ng maliwanag na asul na complex ion 2 + kapag nakikipag-ugnayan sa isang may tubig na solusyon ng ammonia.

Ang kulay ng solusyon ay dahil sa pumipili na pagsipsip ng mga sinag ng liwanag ng isang tiyak na haba ng daluyong: sinisipsip ng may kulay na solusyon ang mga sinag na ang haba ng daluyong ay tumutugma sa pantulong na kulay. Halimbawa: ang mga karagdagang kulay ay tinatawag na asul-berde at pula, asul at dilaw.

Ang isang iron thiocyanate solution ay lumilitaw na pula dahil ito ay higit na sumisipsip ng berdeng ilaw (  5000Á) at nakakamiss ang mga pula; sa kabaligtaran, ang isang berdeng solusyon ay nagpapadala ng mga berdeng sinag at sumisipsip ng mga pula.

Ang colorimetric na paraan ng pagsusuri ay batay sa kakayahan ng mga may kulay na solusyon na sumipsip ng liwanag sa hanay ng wavelength mula sa ultraviolet hanggang infrared. Ang pagsipsip ay nakasalalay sa mga katangian ng sangkap at konsentrasyon nito. Sa pamamaraang ito ng pagsusuri, ang substance na pinag-aaralan ay bahagi ng isang may tubig na solusyon na sumisipsip ng liwanag, at ang halaga nito ay tinutukoy ng liwanag na pagkilos ng bagay na dumaan sa solusyon. Ang mga sukat na ito ay isinasagawa gamit ang photocolorimeters. Ang pagkilos ng mga device na ito ay batay sa pagbabago sa intensity ng light flux kapag dumadaan sa solusyon, depende sa kapal ng layer, ang antas ng kulay at konsentrasyon. Ang sukatan ng konsentrasyon ay optical density (D). Kung mas mataas ang konsentrasyon ng isang substance sa isang solusyon, mas malaki ang optical density ng solusyon at mas mababa ang light transmission nito. Ang optical density ng isang kulay na solusyon ay direktang proporsyonal sa konsentrasyon ng substance sa solusyon. Dapat itong sukatin sa wavelength kung saan ang test substance ay may pinakamataas na light absorption. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpili ng mga light filter at cuvettes para sa solusyon.

Ang paunang pagpili ng mga cuvettes ay isinasagawa nang biswal ayon sa intensity ng kulay ng solusyon. Kung ang solusyon ay matinding kulay (madilim), gumamit ng mga cuvette na may maliit na working wavelength. Sa kaso ng mga solusyon na mahina ang kulay, inirerekomenda ang mga cuvette na may mas mahabang wavelength. Ang isang solusyon ay ibinubuhos sa isang pre-selected cuvette, ang optical density nito ay sinusukat, kabilang ang isang light filter sa landas ng mga sinag. Kapag sinusukat ang isang bilang ng mga solusyon, ang cuvette ay puno ng isang solusyon ng katamtamang konsentrasyon. Kung ang nakuha na halaga ng optical density ay humigit-kumulang 0.3-0.5, ang cuvette na ito ay pinili upang gumana sa solusyon na ito. Kung ang optical density ay mas malaki kaysa sa 0.5-0.6, ang isang cuvette na may mas maikling haba ng trabaho ay kukunin; kung ang optical density ay mas mababa sa 0.2-0.3, isang cuvette na may mas mahabang working wavelength ang pipiliin.

Ang katumpakan ng mga sukat ay lubhang apektado ng kalinisan ng gumaganang mga mukha ng mga cuvettes. Sa panahon ng trabaho Ang mga cuvette ay kinukuha sa pamamagitan ng kamay lamang para sa hindi gumaganang mga gilid, at pagkatapos punan ng solusyon maingat na subaybayan ang kawalan ng kahit na ang pinakamaliit na bula ng hangin sa mga dingding ng cuvettes.

Ayon sa batas Bouguer-Lambert-Baer, ang bahagi ng hinihigop na liwanag ay depende sa kapal ng layer ng solusyon h, konsentrasyon ng solusyon C at ang tindi ng liwanag ng pangyayari ako 0

saan ako - ang intensity ng liwanag na dumadaan sa nasuri na solusyon;

Ako ang intensity ng liwanag ng insidente;

h ay ang kapal ng layer ng solusyon;

C ay ang konsentrasyon ng solusyon;

Ang absorption coefficient ay isang pare-parehong halaga para sa isang naibigay na kulay na tambalan.

Ang pagkuha ng logarithm ng expression na ito, nakukuha natin:

(2)

kung saan ang D ay ang optical density ng solusyon, ay isang pare-parehong halaga para sa bawat sangkap.

Ang optical density D ay nagpapakilala sa kakayahan ng isang solusyon na sumipsip ng liwanag.

Kung ang solusyon ay hindi sumisipsip ng liwanag, kung gayon ang D = 0 at I t =I, dahil ang expression (2) ay katumbas ng zero.

Kung ang solusyon ay ganap na sumisipsip ng mga light ray, kung gayon ang D ay katumbas ng infinity at I= 0, dahil ang expression (2) ay katumbas ng infinity.

Kung ang solusyon ay sumisipsip ng 90% ng liwanag ng insidente, kung gayon ang D = 1 at

I t =0.1, dahil ang expression (2) ay katumbas ng isa.

Sa tumpak na mga kalkulasyon ng colorimetric, ang pagbabago sa optical density ay hindi dapat lumampas sa saklaw na 0.1 - 1.

Para sa dalawang solusyon ng magkaibang kapal at konsentrasyon ng layer, ngunit ang parehong optical density, maaari naming isulat:

D \u003d h 1 C 1 \u003d h 2 C 2,

Para sa dalawang solusyon ng parehong kapal ngunit magkaibang konsentrasyon, maaari naming isulat:

D 1 \u003d h 1 C 1 at D 2 \u003d h 2 C 2,

Tulad ng makikita mula sa mga expression (3) at (4), sa pagsasanay, upang matukoy ang konsentrasyon ng isang solusyon sa pamamagitan ng colorimetric na pamamaraan, kinakailangan na magkaroon ng isang karaniwang solusyon, iyon ay, isang solusyon na may mga kilalang parameter. (C, D).

Ang kahulugan ay maaaring gawin sa iba't ibang paraan:

1. Posibleng ipantay ang optical density ng pinag-aralan at karaniwang mga solusyon sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang konsentrasyon o ang kapal ng layer ng solusyon;

2. Posibleng sukatin ang optical density ng mga solusyong ito at kalkulahin ang nais na konsentrasyon gamit ang expression (4).

Upang ipatupad ang unang paraan, ginagamit ang mga espesyal na aparato - mga colorimeter. Ang mga ito ay batay sa isang visual na pagtatantya ng intensity ng ipinadala na liwanag at samakatuwid ang kanilang katumpakan ay medyo mababa.

Ang pangalawang paraan - mga pagsukat ng optical density - ay isinasagawa gamit ang mas tumpak na mga instrumento - photocolorimeters at spectrophotometers, at siya ang ginagamit sa gawaing laboratoryo na ito.

Kapag nagtatrabaho sa isang photocolorimeter, madalas nilang ginagamit ang paraan ng pagbuo ng isang calibration graph: sinusukat nila ang optical density ng ilang karaniwang mga solusyon at bumuo ng isang graph sa mga coordinate D = f(C). Pagkatapos ang optical density ng solusyon sa pagsubok ay sinusukat at ang nais na konsentrasyon ay tinutukoy mula sa curve ng pagkakalibrate.

Ang equation Bouguer - Lambert - Baer wasto lamang para sa monochromatic na ilaw, samakatuwid, ang mga tumpak na pagsukat ng colorimetric ay isinasagawa gamit ang mga light filter - mga plate na may kulay na nagpapadala ng mga light ray sa isang tiyak na hanay ng wavelength. Para sa trabaho, pinili ang isang light filter na nagbibigay ng maximum na optical density ng solusyon. Ang mga light filter na naka-install sa photocolorimeter ay nagpapadala ng mga sinag hindi sa isang mahigpit na tinukoy na wavelength, ngunit sa isang tiyak na limitadong saklaw. Bilang resulta, ang error sa pagsukat sa photocolorimeter ay hindi hihigit sa ±3 % sa pamamagitan ng bigat ng analyte. Ang mahigpit na monochromatic na ilaw ay ginagamit sa mga espesyal na aparato - spectrophotometers, kung saan ang katumpakan ng pagsukat ay mas mataas.

Ang katumpakan ng mga sukat ng colorimetric ay nakasalalay sa konsentrasyon ng solusyon, ang pagkakaroon ng mga impurities, temperatura, kaasiman ng daluyan ng solusyon, at ang oras ng pagpapasiya. Ang pamamaraang ito ay maaari lamang pag-aralan ang mga solusyon sa dilute, iyon ay, ang mga kung saan ang pagtitiwala D = f(C)-tuwid.

Kapag sinusuri ang mga puro solusyon, ang mga ito ay paunang natunaw, at kapag kinakalkula ang nais na konsentrasyon, ang isang pagwawasto ay ginawa para sa pagbabanto. Gayunpaman, ang katumpakan ng mga sukat ay bumababa sa kasong ito.

Ang mga impurities ay maaaring makaapekto sa katumpakan ng mga sukat sa pamamagitan ng katotohanan na sila mismo ay nagbibigay ng isang kulay na tambalan na may idinagdag na reagent o hadlangan ang pagbuo ng isang may kulay na tambalan ng ion na pinag-aaralan.

Ang pamamaraan ng colorimetric analysis ay kasalukuyang ginagamit para sa pagsusuri sa iba't ibang larangan ng agham. Nagbibigay-daan ito sa mga tumpak at mabilis na pagsukat gamit ang hindi gaanong halaga ng isang substance, hindi sapat para sa volumetric o gravimetric analysis.

Para sa pagpapasiya, ang isang sanggunian na solusyon ng analyte ng kilalang konsentrasyon ay inihanda, na lumalapit sa konsentrasyon ng solusyon sa pagsubok. Tukuyin ang optical density ng solusyon na ito sa isang tiyak na haba ng daluyong. Pagkatapos ay tukuyin ang optical density ng test solution sa parehong wavelength at sa parehong kapal ng layer. Para sa sanggunian na solusyon ayon sa equation (17) mayroon kaming:

nasaan ang molar absorption coefficient ng test solution; - kapal ng layer, cm.

Ang optical density ng solusyon sa pagsubok ay ipinahayag ng parehong formula:

nasaan ang konsentrasyon ng solusyon sa pagsubok, .

Ang halaga ng analyte (sa mg), na isinasaalang-alang ang pagbabanto ng solusyon, ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

kung saan ang kabuuang dami ng solusyon sa pagsubok, ; ay ang dami ng may kulay na solusyon sa pagsubok, ay ang dami ng isang aliquot ng solusyon sa pagsubok na kinuha upang ihanda ang may kulay na solusyon, .

Pagpapasiya ng konsentrasyon ng isang sangkap sa isang solusyon sa pamamagitan ng halaga ng molar absorption coefficient

Ang pagkakaroon ng pagtukoy sa halaga ng optical density ng solusyon sa isang wavelength k at pag-alam sa halaga ng molar absorption coefficient. ng substance na tutukuyin para sa mga sinag ng wavelength X, makikita natin sa pamamagitan ng formula (17) ang halaga ng konsentrasyon ng substance na pinag-aaralan:

Ang halaga ng analyte (sa g) ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

kung saan tinutukoy ang molekular (atomic) na bigat ng sangkap (ion).

Ang halaga ng molar absorption coefficient. itakda ang mga sumusunod. Maghanda ng isang reference na solusyon ng test substance ng isang tiyak na konsentrasyon at sukatin ang halaga ng optical density ng solusyon na ito sa isang wavelength k at halaga. kinakalkula ng formula:

Kung ang sangkap ay mahirap makuha sa dalisay nitong anyo, maaari mong gamitin ang tabular na halaga.

Pagtukoy sa konsentrasyon ng isang substance gamit ang isang calibration curve

Ang functional na relasyon sa pagitan ng optical density ng solusyon at ang konsentrasyon ng sumisipsip na substance ay maaaring maitatag sa graphically. Upang gawin ito, isang serye ng mga solusyon ng analyte ng iba't ibang mga konsentrasyon (mga solusyon sa sanggunian) ay preliminarily na inihanda. Sukatin ang mga halaga ng optical density ng mga solusyon na ito para sa mga ray na may wavelength na X, at ayon sa data na nakuha, bumuo ng isang curve ng pag-asa ng optical density ng solusyon sa konsentrasyon (calibration graph). Ang mga halaga ng optical density ng mga reference na solusyon ay naka-plot sa ordinate axis, at ang mga kaukulang halaga ng mga konsentrasyon ng mga solusyon na ito () ay naka-plot sa abscissa axis. Upang makakuha ng mas tumpak na mga resulta, kalkulahin, gamit ang pinakamababang paraan ng mga parisukat, ang equation para sa curve ng pagkakalibrate.

Ang pagkakaroon ng pagtukoy sa halaga ng optical density ng solusyon sa pagsubok sa parehong kapal ng layer, posible na mahanap ang konsentrasyon ng analyte gamit ang nakuha na curve ng pagkakalibrate. Kung ang solusyon ay hindi sumusunod sa batas ng Bouguer-Lambert-Beer, kung gayon ang pagdepende sa tuwid na linya ay nilalabag sa ilang bahagi ng kurba o sa buong kurba. Sa kasong ito, kinakailangan upang madagdagan ang bilang ng mga karaniwang solusyon. Ang konsentrasyon ng mga karaniwang solusyon ay karaniwang ipinahayag sa . Ang halaga ng analyte sa milligrams ay tinutukoy ng formula (23).

Pagpapasiya ng konsentrasyon ng isang sangkap sa pamamagitan ng "pagpapantay" na paraan o sa pamamagitan ng pagbabago ng kapal ng sumisipsip na layer

Ang optical density ng solusyon sa pagsubok ay tinutukoy ng formula:

nasaan ang molar absorption coefficient ng test solution; - konsentrasyon ng analyte, ; - kapal ng layer, cm.

Ang aparato ng immersion colorimeter (Dubosque colorimeter) ay batay sa paggamit ng pagkakapantay-pantay na ito, kung saan ang pagkakakilanlan ng kulay ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng kapal ng layer ng solusyon. Ang optical scheme ng immersion colorimeter ay ipinapakita sa Fig. 96. Ang isang liwanag na pagkilos ng bagay mula sa salamin 1 ay dumadaan sa layer ng test solution sa cuvette 2, cylinder 4, prism 6, lenses 8 at 9 at pumapasok sa eyepiece, na nag-iilaw sa kanang kalahati ng optical field. Ang isa pang liwanag na pagkilos ng bagay ay dumadaan sa karaniwang layer ng solusyon sa cell 3, cylinder 5, prism 7, lenses 8 at 9, ay pumapasok sa eyepiece, na nag-iilaw sa kaliwang kalahati ng optical field. Ang mga cuvettes 2 at 3 ay naka-mount sa mga may hawak, na gumagalaw nang patayo sa tulong ng mga gear at rack. Ang mga glass cylinder 4 at 5 na may makintab na dulo ay naayos. Sa pamamagitan ng paglipat ng mga cuvettes 2 at 3 patayo, ang taas ng mga column ng solusyon ay nabago at ang mga interface sa eyepiece ng optical field ay nawawala. Ang taas ng mga column ng reference solution at ang test solution ay binibilang sa millimeter scale.

Optical density

D, isang sukatan ng opacity ng isang layer ng matter sa light rays. Katumbas ng base 10 logarithm ng radiant flux ratio (Tingnan ang radiant flux) F 0 na insidente sa layer sa isang stream ay humina bilang resulta ng pagsipsip at pagkalat F dumaan sa layer na ito: D=lg( F 0 /F), kung hindi, ang O. p. ay ang logarithm ng kapalit ng Transmission coefficient ng substance layer: D= lg(1/τ). (Ang decimal logarithm lg ay pinapalitan ng natural logarithm logarithm logarithm lg, na kung minsan ay ginagamit.) Ang konsepto ng natural na limitasyon ay ipinakilala ni R. Bunsen; ito ay ginagamit upang makilala ang pagpapalambing ng optical radiation (liwanag) sa mga layer at pelikula ng iba't ibang mga sangkap (tina, solusyon, kulay at gatas na baso, at marami pang iba), sa mga light filter at iba pang optical na produkto. Lalo na malawakang ginagamit ang Densitometry para sa quantitative evaluation ng mga nabuong photographic layer sa parehong black-and-white at color photography, kung saan ang mga pamamaraan para sa pagsukat nito ay bumubuo ng nilalaman ng isang hiwalay na disiplina, densitometry. Mayroong ilang mga uri ng optical radiation, depende sa likas na katangian ng radiation ng insidente at ang paraan ng pagsukat ng mga ipinadalang flux ng radiation ( kanin. ).

Ang O.P. ay nakasalalay sa hanay ng mga frequency ν (mga wavelength λ) na nagpapakilala sa paunang daloy; ang halaga nito para sa limitadong kaso ng isang solong ν ay tinatawag na monochromatic op. kanin. , a) ang monochromatic O. p. ng isang layer ng isang non-scattering medium (nang hindi isinasaalang-alang ang mga pagwawasto para sa pagmuni-muni mula sa harap at likod na mga hangganan ng layer) ay 0.4343 k ν l, saan k ν - natural na index ng pagsipsip ng kapaligiran, l- kapal ng layer ( k ν l= κ cl- indicator sa equation ng Bouguer - Lambert - Beer law a; kung ang pagkalat sa daluyan ay hindi maaaring pabayaan, k Ang ν ay pinalitan ng natural na Weakening index). Para sa isang halo ng mga non-reacting substance o isang set ng media na nakaayos nang isa-isa, ang OD ng ganitong uri ay additive, ibig sabihin, ito ay katumbas ng kabuuan ng parehong OD ng mga indibidwal na substance o indibidwal na media, ayon sa pagkakabanggit. Ang parehong ay totoo para sa regular na nonmonochromatic optical radiation (radiation ng isang kumplikadong spectral na komposisyon) sa kaso ng media na may nonselective absorption (independent ng ν). Regular na hindi monochromatic Ang opp ng isang set ng media na may selective absorption ay mas mababa kaysa sa kabuuan ng opp ng media na ito. (Para sa mga device para sa pagsukat ng O. p., tingnan ang mga artikulong Densitometer, Microphotometer, Spectrozonal aerial photography, Spectrosensitometer, Spectrophotometer, Photometer.)

Lit.: Gorohovsky Yu. N., Levenberg T. M., Pangkalahatang sensitometry. Teorya at kasanayan, M., 1963; James T., Higgins J., Mga Pundamental ng Teorya ng Proseso ng Potograpiya, trans. mula sa English, M., 1954.

L. N. Kaporsky.

Mga uri ng optical density ng medium layer depende sa geometry ng insidente at ang paraan ng pagsukat ng transmitted radiation flux (sa sensitometric system na pinagtibay sa USSR): , na pinanatili ang orihinal na direksyon; b) upang matukoy ang integral optical density D ε, ang isang parallel na daloy ay nakadirekta patayo sa layer, ang buong nakaraang daloy ay sinusukat; c) at d) dalawang paraan ng pagsukat na ginamit upang matukoy ang dalawang uri ng diffuse optical density D ≠ (insidente flux - perpektong nakakalat). Ang pagkakaiba D II - D ε ay nagsisilbing sukatan ng pagkalat ng liwanag sa sinusukat na layer.

Great Soviet Encyclopedia. - M.: Soviet Encyclopedia. 1969-1978 .

Optical density D, isang sukatan ng opacity ng isang layer ng matter sa light rays. Katumbas ng decimal logarithm ng ratio pagkilos ng radiation F 0 na insidente sa layer sa isang stream ay humina bilang resulta ng pagsipsip at pagkalat F dumaan sa layer na ito: D=lg( F 0 /F), kung hindi, ang O. p. ay ang logarithm ng reciprocal ng koepisyent ng paghahatid materyal na layer: D= lg(1/t). (Ang decimal logarithm lg ay pinapalitan ng natural na logarithm logarithm ln sa kahulugan ng natural na open space, na kung minsan ay ginagamit.) Ang konsepto ng open space ay ipinakilala ni R. Bunsen ; ito ay ginagamit upang makilala ang pagpapalambing optical radiation (liwanag) sa mga layer at pelikula ng iba't ibang mga sangkap (tina, solusyon, kulay at baso ng gatas, atbp.), sa mga ilaw na filter at iba pang optical na produkto. Ang OP ay lalo na malawakang ginagamit para sa quantitative evaluation ng mga nabuong photographic layer sa parehong black-and-white at color photography, kung saan ang mga pamamaraan para sa pagsukat nito ay bumubuo ng nilalaman ng isang hiwalay na disiplina - densitometry . Mayroong ilang mga uri ng optical radiation, depende sa likas na katangian ng radiation ng insidente at ang paraan ng pagsukat ng mga ipinadalang flux ng radiation ( kanin. ).

Ang O.P. ay nakasalalay sa hanay ng mga frequency n (mga wavelength l) na nagpapakilala sa paunang daloy; ang halaga nito para sa limitadong kaso ng isang solong n ay tinatawag na monochromatic O. p. Regular ( kanin. , a) ang monochromatic O. p. ng isang layer ng isang non-scattering medium (nang hindi isinasaalang-alang ang mga pagwawasto para sa pagmuni-muni mula sa harap at likod na mga hangganan ng layer) ay 0.4343 k n l, saan k n - natural rate ng pagsipsip kapaligiran, l- kapal ng layer ( k n l= k cl- tagapagpahiwatig sa equation Booger - Lambert - Batas Bera ; kung ang pagkalat sa daluyan ay hindi maaaring pabayaan, k n ay pinalitan ng natural tagapagpahiwatig ng pagpapahina ). Para sa isang halo ng mga non-reacting substance o isang set ng media na nakaayos nang isa-isa, ang OD ng ganitong uri ay additive, ibig sabihin, ito ay katumbas ng kabuuan ng parehong OD ng mga indibidwal na substance o indibidwal na media, ayon sa pagkakabanggit. Ang parehong ay totoo para sa regular na nonmonochromatic optical radiation (radiation ng isang kumplikadong spectral komposisyon) sa kaso ng media na may nonselective (independiyente sa n) pagsipsip. Regular na hindi monochromatic Ang opp ng isang set ng media na may selective absorption ay mas mababa kaysa sa kabuuan ng opp ng media na ito. (Sa mga device para sa pagsukat ng O. p., tingnan ang mga artikulo Densitometer , Microphotometer , Spectrozonal aerial photography , Spectrosensitometer , Spectrophotometer , Photometer .)

Lit.: Gorohovsky Yu. N., Levenberg T. M., Pangkalahatang sensitometry. Teorya at kasanayan, M., 1963; James T., Higgins J., Mga Pundamental ng Teorya ng Proseso ng Potograpiya, trans. mula sa English, M., 1954.

Great Soviet Encyclopedia M.: "Soviet Encyclopedia", 1969-1978

Colorimetry

Sa mga optical na pamamaraan ng pagsusuri sa pagsasagawa ng analytical laboratories, ang mga pamamaraan ng colorimetric ay pinaka-malawak na ginagamit (mula sa lat. kulay- kulay at Griyego. μετρεω - Sinusukat ko). Ang mga pamamaraan ng colorimetric ay batay sa pagsukat ng intensity ng light flux na dumadaan sa isang kulay na solusyon.

Sa pamamaraang colorimetric, ginagamit ang mga reaksiyong kemikal, na sinamahan ng pagbabago sa kulay ng nasuri na solusyon. Sa pamamagitan ng pagsukat sa liwanag na pagsipsip ng naturang kulay na solusyon, o sa pamamagitan ng paghahambing ng kulay na nakuha sa isang solusyon na kilalang konsentrasyon, ang nilalaman ng may kulay na sangkap sa solusyon sa pagsubok ay natutukoy.

May kaugnayan sa pagitan ng intensity ng kulay ng solusyon at ng nilalaman ng may kulay na sangkap sa solusyon na ito. Ang pag-asa na ito, na tinatawag na pangunahing batas ng pagsipsip ng liwanag (o ang batas ng Bouguer-Lambert-Beer), ay ipinahayag ng equation:

I = I 0 10 - ε c l

kung saan ako ay ang intensity ng liwanag na dumadaan sa solusyon; I 0 - ang intensity ng liwanag na insidente sa solusyon; Ang ε ay ang koepisyent ng pagsipsip ng liwanag, isang pare-parehong halaga para sa bawat may kulay na sangkap, depende sa kalikasan nito; Ang C ay ang molar na konsentrasyon ng may kulay na sangkap sa solusyon; l ay ang kapal ng light-absorbing solution layer, tingnan mo

Ang pisikal na kahulugan ng batas na ito ay maaaring ipahayag bilang mga sumusunod. Ang mga solusyon ng parehong kulay na sangkap sa parehong konsentrasyon ng sangkap na ito at ang kapal ng layer ng solusyon ay sumisipsip ng pantay na halaga ng liwanag na enerhiya, ibig sabihin, ang liwanag na pagsipsip ng naturang mga solusyon ay pareho.

Para sa isang kulay na solusyon na nakapaloob sa isang glass cuvette na may parallel na mga dingding, masasabi na habang ang konsentrasyon at kapal ng layer ng solusyon ay tumataas, ang kulay nito ay tumataas, at ang intensity ng liwanag na ipinadala ko sa pamamagitan ng absorbing solution ay bumababa kumpara sa intensity ng ang liwanag ng pangyayari I 0 .

Fig.1 Pagpasa ng liwanag sa pamamagitan ng isang cuvette na may solusyon sa pagsubok.

Ang optical density ng solusyon.

Kung kukunin natin ang logarithm ng equation ng pangunahing batas ng light absorption at baligtarin ang mga palatandaan, kung gayon ang equation ay magiging:

Ang halaga ay isang napakahalagang katangian ng may kulay na solusyon; ito ay tinatawag na optical density ng solusyon at tinutukoy ng titik A:

A = ε Cl

Ito ay sumusunod mula sa equation na ito na ang optical density ng solusyon ay direktang proporsyonal sa konsentrasyon ng may kulay na substansiya at ang kapal ng layer ng solusyon.

Sa madaling salita, na may parehong kapal ng layer ng isang solusyon ng isang naibigay na sangkap, ang optical density ng solusyon na ito ay magiging mas malaki, mas naglalaman ito ng isang kulay na sangkap. O, sa kabaligtaran, sa parehong konsentrasyon ng isang naibigay na kulay na sangkap, ang optical density ng solusyon ay nakasalalay lamang sa kapal ng layer nito. Mula dito, maaaring makuha ang sumusunod na konklusyon: kung ang dalawang solusyon ng parehong kulay na substansiya ay may magkaibang konsentrasyon, ang parehong intensity ng kulay ng mga solusyon na ito ay makakamit sa kanilang mga kapal ng layer na inversely proporsyonal sa mga konsentrasyon ng mga solusyon. Ang konklusyon na ito ay napakahalaga, dahil ang ilang mga pamamaraan ng colorimetric analysis ay batay dito.

Kaya, upang matukoy ang konsentrasyon (C) ng isang kulay na solusyon, kinakailangan upang sukatin ang optical density nito (A). Upang sukatin ang optical density, dapat sukatin ang intensity ng luminous flux.

Ang intensity ng kulay ng mga solusyon ay maaaring masukat sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan. May mga subjective (o visual) na pamamaraan ng colorimetry at layunin (o photocolorimetric).

Ang mga visual na pamamaraan ay mga pamamaraan kung saan ang pagtatasa ng intensity ng kulay ng solusyon sa pagsubok ay ginagawa sa mata.

Sa mga layuning pamamaraan ng colorimetric na pagpapasiya, ang mga photocell ay ginagamit sa halip na direktang pagmamasid upang masukat ang intensity ng kulay ng solusyon sa pagsubok. Ang pagpapasiya sa kasong ito ay isinasagawa sa mga espesyal na aparato - photocolorimeters, kung saan ang pamamaraan ay tinawag na photocolorimetric.

Mga Visual na Paraan

Kasama sa mga visual na pamamaraan ang:

1) karaniwang pamamaraan ng serye;

2) paraan ng pagdoble (colorimetric titration);

3) paraan ng pagsasaayos.

Pamamaraan ng karaniwang serye. Kapag nagsasagawa ng pagsusuri sa pamamagitan ng karaniwang pamamaraan ng serye, ang intensity ng kulay ng nasuri na kulay na solusyon ay inihambing sa mga kulay ng isang serye ng mga espesyal na inihanda na karaniwang solusyon (na may parehong kapal ng sumisipsip na layer).

Ang mga solusyon sa colorimetry ay karaniwang may matinding kulay, kaya posibleng matukoy ang napakaliit na konsentrasyon o dami ng mga sangkap. Gayunpaman, ito ay maaaring sinamahan ng ilang mga paghihirap: sa ganitong paraan, ang mga sample para sa paghahanda ng isang serye ng mga karaniwang solusyon ay maaaring napakaliit. Upang malampasan ang mga paghihirap na ito, ang karaniwang solusyon A ay inihanda sa isang sapat na mataas na konsentrasyon, halimbawa 1 mg/ml. Pagkatapos nito, sa pamamagitan ng pagbabanto mula sa solusyon A, ang isang karaniwang solusyon B ng isang mas mababang konsentrasyon ay inihanda, at mula dito, ang isang serye ng mga karaniwang solusyon ay inihanda.

Upang gawin ito, ang mga kinakailangang volume ng mga solusyon sa reagent sa kinakailangang pagkakasunud-sunod ay idinagdag sa mga test tube o cuvettes ng parehong laki at parehong kulay ng salamin na may pipette. Maipapayo na magdagdag ng mga bahagi ng mga solusyon ng analyte mula sa burette, dahil ang kanilang mga volume ay magkakaiba upang magbigay ng iba't ibang mga konsentrasyon sa isang serye ng mga karaniwang solusyon. Sa kasong ito, ang paunang solusyon ay dapat maglaman ng lahat ng mga sangkap, maliban sa analyte. (zero solusyon). Ang mga solusyon ng mga kinakailangang reagents ay idinagdag sa solusyon sa pagsubok. Ang lahat ng mga solusyon ay dinadala sa isang pare-pareho ang dami, at pagkatapos ay ang intensity ng kulay ng solusyon sa pagsubok ay biswal na inihambing sa mga solusyon ng isang serye ng mga karaniwang solusyon. Posibleng itugma ang intensity ng kulay sa anumang solusyon ng serye. Pagkatapos ay isinasaalang-alang na ang isang daang solusyon sa pagsubok ay may parehong konsentrasyon o naglalaman ng parehong halaga ng analyte. Kung ang intensity ng kulay ay tila intermediate sa pagitan ng mga kalapit na solusyon ng serye, ang konsentrasyon o nilalaman ng analyte ay itinuturing na arithmetic mean sa pagitan ng mga solusyon ng serye.

Colorimetric titration (paraan ng pagdoble). Ang pamamaraang ito ay batay sa paghahambing ng kulay ng nasuri na solusyon sa kulay ng isa pang solusyon. - kontrol. Upang maghanda ng isang control solution, maghanda ng solusyon na naglalaman ng lahat ng bahagi ng test solution, maliban sa analyte, at lahat ng reagents na ginamit sa paghahanda ng sample, at idagdag ang karaniwang solusyon ng analyte mula sa burette dito. Kapag napakarami ng solusyon na ito ay idinagdag na ang mga intensity ng kulay ng kontrol at nasuri na mga solusyon ay pantay, itinuturing na ang nasuri na solusyon ay naglalaman ng parehong halaga ng analyte tulad ng ipinasok nito sa control solution.

Paraan ng pagkakapantay-pantay. Ang pamamaraang ito ay batay sa pagkakapantay-pantay ng mga kulay ng nasuri na solusyon at isang solusyon na may kilalang konsentrasyon ng analyte - isang karaniwang solusyon. Mayroong dalawang mga pagpipilian para sa pagsasagawa ng isang colorimetric na pagpapasiya sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

Ayon sa unang pagpipilian, ang pagkakapantay-pantay ng mga kulay ng dalawang solusyon na may iba't ibang mga konsentrasyon ng kulay na sangkap ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng kapal ng mga layer ng mga solusyon na ito sa parehong lakas ng liwanag na pagkilos ng bagay na dumadaan sa mga solusyon. Sa kasong ito, sa kabila ng pagkakaiba sa mga konsentrasyon ng nasuri at karaniwang mga solusyon, ang intensity ng light flux na dumadaan sa parehong mga layer ng mga solusyon na ito ay magiging pareho. Ang ratio sa pagitan ng mga kapal ng mga layer at ang mga konsentrasyon ng may kulay na sangkap sa mga solusyon sa oras ng pagkakapantay-pantay ng mga kulay ay ipapahayag ng equation:

l 1= C2

kung saan ang l 1 ay ang kapal ng layer ng solusyon na may konsentrasyon ng may kulay na sangkap C 1, at ang l 2 ay ang kapal ng layer ng solusyon na may konsentrasyon ng may kulay na sangkap C 2.

Sa sandali ng pagkakapantay-pantay ng mga kulay, ang ratio ng mga kapal ng mga layer ng dalawang pinaghahambing na solusyon ay inversely proportional sa ratio ng kanilang mga konsentrasyon.

Batay sa equation sa itaas, sa pamamagitan ng pagsukat ng kapal ng mga layer ng dalawang magkaparehong kulay na solusyon at pag-alam sa konsentrasyon ng isa sa mga solusyong ito, madaling makalkula ng isa ang hindi kilalang konsentrasyon ng may kulay na substansiya sa kabilang solusyon.

Upang sukatin ang kapal ng layer kung saan dumadaan ang light flux, maaaring gamitin ang mga glass cylinder o test tube, at para sa mas tumpak na mga pagpapasiya, mga espesyal na device - colorimeters.

Ayon sa pangalawang opsyon, upang ipantay ang mga kulay ng dalawang solusyon na may magkakaibang konsentrasyon ng isang kulay na substansiya, ang mga light flux ng iba't ibang intensity ay ipinapasa sa mga layer ng mga solusyon ng parehong kapal.

Sa kasong ito, ang parehong mga solusyon ay may parehong kulay kapag ang ratio ng logarithms ng mga intensity ng insidente light fluxes ay katumbas ng ratio ng mga konsentrasyon.

Sa sandali ng pagkamit ng parehong kulay ng dalawang pinaghahambing na mga solusyon, na may pantay na kapal ng kanilang mga layer, ang mga konsentrasyon ng mga solusyon ay direktang proporsyonal sa mga logarithms ng intensity ng liwanag na insidente sa kanila.

Ayon sa pangalawang pagpipilian, ang pagpapasiya ay maaaring isagawa lamang sa isang colorimeter.