От света к данным: технология колориметрии и спектрофотометрии

Что такое колориметрия:
колориметрия это просто измерение цвета. колориметрия Это определение концентрации вещества путем измерения относительного поглощения света относительно известной концентрации вещества. В визуальной колориметрии в качестве источника света обычно используется естественный или искусственный белый свет, а измерения обычно проводятся с помощью простого прибора, называемого колориметром или компаратором цвета. Когда вместо глаз используются фотоэлементы, прибор называется фотоэлектроколориметром.

Колориметрический анализ основан на том принципе, что многие вещества реагируют друг с другом и образуют цвет, который указывает на концентрацию измеряемого вещества. При воздействии на вещество пучком интенсивности (I 0 ) часть излучения поглощается молекулами вещества и испускается излучение интенсивности (I). Эта разница в интенсивности используется в колориметрических анализах.

Количество поглощенной радиации определяется законом Бера-Ламберта:
А = Ɛ•l•C
А – поглощение
Ɛ — молярный коэффициент экстинкции [л/(моль см)]
l — длина пути (см)
C — концентрация (моль/литр)

Что такое спектрофотометрия:
спектрофотометрии представляет собой метод качественного и количественного анализа вещества путем измерения оптической плотности вещества на определенной длине волны или в определенном диапазоне длин волн.

Основные принципы спектрофотометрии:
Материя взаимодействует со светом и обладает свойством избирательного поглощения. Цвет цветного вещества определяется взаимодействием вещества со светом. То есть цвет окрашенного раствора обусловлен избирательным поглощением света веществами в растворе.

Поскольку разные вещества имеют разную молекулярную структуру, они обладают разной способностью поглощать свет разных длин волн. Следовательно, структурные группы с характерными структурами имеют максимальную фактическую длину волны для избирательных характеристик поглощения, образуя максимальный пик поглощения и создавая уникальный спектр поглощения.

Даже одно и то же вещество по-разному поглощает свет из-за разного содержания. Метод использования уникального спектра поглощения вещества для определения существования вещества (качественный анализ) или использования степени поглощения определенной длины волны света веществом для измерения содержания вещества (количественный анализ) называется сспектрофотометрия.

Закон Ламберта-Бера является основным принципом, на котором основан количественный анализ спектрофотометрии. Когда луч монохроматического света (свет одного цвета) проходит через однородный раствор, часть его поглощается, а часть пропускается. Пусть интенсивность падающего света равна I0, а интенсивность прошедшего света равна I, тогда I/I0 — это коэффициент пропускания, представленный T. Процент пропускания T% = (I/I0)x100%

Исследования показали, что степень поглощения света раствором, то есть оптическая плотность (А) (также известная как экстинкция Е, или оптическая плотность D) и коэффициент пропускания (Т) имеют отрицательную логарифмическую зависимость, то есть: А = – LGT

Закон Ламберта: Степень поглощения света (А) окрашенного раствора пропорциональна толщине (путь света) b его жидкого слоя. При постоянной концентрации раствора, чем больше толщина жидкого слоя раствора, тем больше значение А степени светопоглощения и тем меньше светопропускание.
То есть: А = ab

Закон Бера: Степень светопоглощения (А) окрашенного раствора пропорциональна его концентрации (числу светопоглощающих частиц) С. То есть при постоянной толщине жидкого слоя раствора тем больше концентрация раствора, тем больше степень поглощения света и меньше пропускание.
То есть: A = ac
Объединение двух приведенных выше формул можно выразить следующей формулой: A = -lgT=abc.
То есть А = abc.

Приведенная выше формула представляет собой закон Ламберта-Бера, который означает: когда луч монохроматического света проходит через однородный раствор, поглощение раствора монохроматическим светом пропорционально произведению концентрации раствора и толщины слоя жидкости. [2-3]

В A =abc коэффициент поглощения a представляет чувствительность светопоглощающего вещества. Чем больше значение a, тем выше чувствительность. Если единицей концентрации является концентрация вещества (единица измерения: моль/л), то поглощающую способность a можно записать как ε, а ε называется молярной поглощающей способностью.

Из приведенной выше формулы видно, что при фиксированной толщине b слоя раствора и коэффициенте поглощения a коэффициент поглощения A линейно связан с концентрацией раствора. При количественном анализе сначала необходимо измерить поглощение раствором света различной длины волны (спектр поглощения), из чего определяют максимальную длину волны поглощения, а затем свет этой длины волны используют в качестве источника света (монохроматический свет ) для измерения оптической плотности A, которая соответствует закону Ланга Бурбера и является первым условием количественного анализа.

Настольный спектрофотометр (пропускание) DSCD-910 Имеет хорошие характеристики и специально разработан для тестирования коэффициента пропускания, поглощения, цветности и других параметров прозрачного материала.

Метки:DSCD-910