Інструментальні методи хімічного аналізу сторінка 4

Методи визначення концентрації у фотоелектроколориметрії Для визначення концентрації речовин, які аналізують, у фотоелектроколориметрії використовують:
 метод порівняння оптичної густини стандартного і досліджуваного розчинів;
 метод визначення за середнім значенням молярного або питомого коефіцієнта поглинання;
 метод градуювального графіка;
 метод добавок
 метод фотометричного титрування. Метод порівняння оптичної густини стандартного і досліджуваного
розчинів. Для визначення готують стандартний розчин речовини, яку визначають, відомої концентрації, яка наближається до концентрації досліджуваного розчину. Визначають оптичну густину А
ст цього розчину при певній довжині хвилі. Потім визначають оптичну густину Ах розчину, який досліджують, при тій же довжині хвилі і при тій же товщині шару. Порівнюючи значення оптичної густини досліджуваного і стандартного розчинів, знаходять невідому концентрацію С
х речовини, яку визначають:
ст
ст
x
x
А
C
A
С


Метод порівняння застосовують при однократних аналізах. Він вимагає обов’язкового дотримання основного закону світлопоглинання.

31 Метод визначення за середнім значенням молярного коефіцієнта
світлопоглинання. Це різновид методу порівняння. Готують стандартний розчин речовини, яку досліджують, відомої концентрації С
ст
(моль/л) і вимірюють його оптичну густину А
ст
. Розраховують середнє значення молярного коефіцієнта поглинання:
l
С
A
ст
ст



Потім вимірюють оптичну густину розчину, який досліджують, Ах і за формулою основного закону світлопоглинання знаходять х Метод вимагає обов’язкового дотримання основного закону світлопоглинання і застосовується порівняно рідко. Метод градуювального графіка. Для визначення концентрації речовини готують серію з 5-7 стандартних розчинів різних концентрацій. При виборі
інтервалу концентрацій стандартних розчинів керуються наступними положеннями:
 він повинен охоплювати область можливих вимірювань концентрації розчину, який досліджують;
 оптична густина розчину, який досліджують, повинна відповідати приблизно середині градуювальної кривої;
 бажано, щоб у цьому інтервалі концентрацій дотримувався основний закон світлопоглинання;
 величина оптичної густини повинна бути в межах 0,14-1,3.
Вимірюють оптичну густину стандартних розчинів і будують графік залежності А від С (рис. 11). Визначивши Ах розчину, який досліджують, за градуювальним графіком знаходять С
х
Цей метод дозволяє визначити концентрацію речовини навіть утих випадках, коли основний закон світлопоглинання не виконується. В цьому випадку готують велике число стандартних розчинів, відмінних за концентрацією не більше ніж на 10%. Відтворюваність визначень у цьому випадку нижча, ніж у разі лінійної залежності А від С. Метод добавок. Це різновид методу порівняння, який ґрунтується на порівнянні оптичної густини розчину, який досліджують, і того ж розчину з добавкою відомої кількості речовини, яку визначають. Метод добавок застосовують для усунення впливу сторонніх домішок, визначення малих кількостей речовини у присутності великих кількостей сторонніх речовин. Метод вимагає обов’язкового дотримання основного закону світлопоглинання. Так як,
l
С
А
х
x




, а
l
С
С
А
ст
х
ст
x





)
(

, тоді:

32
х
ст
х
ст
x
x
А
А
C
A
С




Диференційна
фотоколориметрія.
Сутність методу полягає у вимірюванні оптичної густини розчину, який аналізують (С
х
), щодо розчину порівняння, який містить відому кількість речовини, яку визначають (С. При цьому вимірюють відносну оптичну густину (А.
)
(
0
С
С
l
А
х






Для аналізу готують розчин порівняння з відомою кількістю речовини, яку аналізують, і за допомогою двох кювет, заповнених цим розчином, встановлюють на нуль шкалу оптичної густини. Потім одну з кювет заповнюють розчином, який аналізують, і вимірюють оптичну густину по відношенню до розчину порівняння. Концентрацію речовини, яку аналізують, знаходять за градуювальним графіком. Метод застосовують для підвищення точності фотоколориметричних вимірювань при визначенні високих концентрацій (від 10 до 100 %), для усунення заважаючого впливу сторонніх компонентів та для виключення поглинання забарвленого реактиву.
Автоматизація фотометричного титрування В методі фотометричного титрування точку еквівалентності визначають за допомогою фотометричних вимірювань. В ході такого титрування вимірюється світлопоглинання розчину. Реалізація цього методу можлива при наявності індикатора або в тому випадку коли хоча б один із компонентів реакції титрування поглинає світло. Наприклад, при титруванні заліза(II) дихроматом калію крива фотометричного титрування має вигляд, наведений на рис. Рис. 4.1. Крива фотометричного титрування заліза(II) розчином
K
2
Cr
2
O
7 До точки еквівалентності оптична густина розчину практично не міняється, а після точки еквівалентності вона лінійно зростає пропорційно обєму дихромату. Точку еквівалентності знаходять графічно. Перевагою

33 фотометричного титрування є можливість аналізу слабозабарвлених чи розбавлених розчинів, які часто неможливо відтитрувати іншими методами, а також можливість автоматизації самого процесу титрування. В ході титрування стандартний розчин подається з бюретки 1 поршнем, який приводить в дію мотор 2 (рис. Інтенсивність світла, що пройшло через світлофільтр 6 та розчин 5, фіксується фотоелементом 4, поєднаним з мотором через реле 3. При заданому значенні оптичної густини за сигналом фотоелементу реле реагує та виключається мотор, що зв’язаний з поршнем бюретки. Результати аналізу знаходять звичним способом за обємом розчину, що витрачається на титрування. Рис. 4.2. Принципова схема фотометричного автотитратора СПИСОК НАВЧАЛЬНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Основна література:
1. Пилипенко А.К., Пятницкий Ю.В. Аналитическая химия. – М Химия, 1990. Т. 1. – 480 с. – Т. – 460 с.
2. Основы аналитической химии. Кн. Методы химического анализа Учеб. для вузов / Под ред. акад. Ю.А. Золотова. – М Высш. шк, 2002. Т – 494 с.
3. Основы аналитической химии. Задачи и вопросы / Под ред. акад.
Ю.А. Золотова. – М Высш. шк, 2002. – 412 с.
4. Васильев В.П. Аналитическая химия. – М Высш. шк, 1989. – Кн. 1.– 320 с. – Кн. 2 – 384 с.
5. Скуг Д, Уэст Д. Основы аналитической химии. – М Мир, 1979. – Т. с. – Т. – 438 с.
6. Г. Юинг. Инструментальные методы химического анализа Перс англ. – М Мир, 1989. – с.
7. Ляликов ЮС. Физико-химические методы анализа- М Химия, 1977.– 488 с.
8. Бабко А.К., Пилипенко АТ. Фотометрический анализ. Общие сведения и аппаратура. – М Химия, 1968.- 388 с.
9. Жаровський Ф.Г., Піліпенко АТ, П’ятницький І.В. Аналітична хімія. – К
Вища школа, 1982. – с.
10. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство Под ред.
В.Б.Алесковского.- Л Химия, 1988.- 375 с.