Фотоэлектроколорометрия в фармацевтическом анализе

Спектрофотометрические методы анализа

Спектрофотометрия широко применяется для установления связи между спектрами поглощения различных веществ и их химическим строением и составом, а также для количественного определения веществ.

Абсорбционная спектрометрия основана на тех же законах светопоглощения, что и фотоколориметрические методы, однако, в отличие от последних, в ней используется поглощение монохроматического света с очень узким интервалом длин волн (1-2 нм). Это значительно увеличивает чувствительность и точность количественного анализа окрашенных растворов, поглощающих свет в видимой области спектра, а также «бесцветных» для глаза растворов, которые поглощают излучение в ультрафиолетовой (200-400 нм) или ближней инфракрасной области спектра.

Спектрофотометры подразделяются на регистрирующие и нерегистрирующие. В регистрирующих приборах результаты всех измерений автоматически записываются на специальном бланке, имеющем вид сетки.

Нерегистрирующие спектрофотометры обычно включают источник излучения, монохроматор, приемник излучения и отсчетное устройство. Количественные измерения пропускания производятся сравнением сигналов приемника при попеременной установке в световой пучок образца и эталона. При измерениях поглощения светового потока жидкостями обычно пользуются двумя идентичными кюветами, одна из которых заполняется исследуемым раствором, а другая (пустая или наполненная растворителем) играет роль эталона, пропускание которого принимают за 100%, а оптическую плотность считают равной нулю.

К нерегистрирующим спектрофотометрам с кварцевой оптикой относятся модели СФ-4, СФ-4А, СФ-16, обеспечивающие возможность производить измерения, помимо видимой и ближней инфракрасной, также в ультрафиолетовой области спектра.

К нерегистрирующим спектрографам со стеклянной оптикой относится модель СФ-5, используемая для измерений только в видимой и ближней инфракрасной области спектра.

Нерегистрирующие спектрофотометры имеют одинаковую оптическую схему, но несколько различаются электрическими схемами и методикой измерений.

Принципиальная оптическая схема спектрофотометра СФ-16, с пределами измерения оптических плотностей 0-2 и пропускания 100-0, 10-0, 100-90% представлена на рис. 186. Свет от источника 1 попадает на зеркало-конденсор 2, которое направляет пучок лучей на плоское зеркало 3, поворачивающее лучи на 90° и направляющее их на входную щель монохроматора 4. Зеркальный объектив 6 направляет параллельный пучок лучей на призму 5, которая разлагает его в спектр и возвращает его обратно на объектив 6. Луч, прошедший призму под углом близким к углу наименьшего отклонения, попадает на выходную щель 7, расположенную под входной. Поворачивая призму вокруг оси, можно получить на выходе монохроматора лучи различных длин волн. Выходящий из монохроматора пучок света проходит фильтр 8, кювету с исследуемым раствором 9 и попадает на фотоэлемент 10. Фототок, возникающий в фотоэлементе, передается на усилитель постоянного тока. Усиленный ток попадает на милливольтметр.

Спектрофотометр СФ-16 относится к однолучевым приборам, поэтому в процессе измерений на пути потока излучения устанавливаются поочередно «нулевой» и испытуемый образцы. Происходящие при этом изменения интенсивности излучения, падающего на фотоэлемент, вызывают изменение напряжения в системе усилителя, которое компенсируется путем изменения напряжения на потенциометре, связанном с отсчетным устройством.

Включение прибора в сеть производится согласно прилагаемой к нему инструкции, в которой также даются указания относительно техники работы с ним.

Выполнение работы

1. Приготовление стандартного раствора хлорида аммония.

Чистый стеклянный бюкс взвесьте на технических весах, затем на аналитических. Взвесьте 0,3703г. высушенного при 105С хлорида аммония. В мерную колбу на 500 мл. вставьте чистую воронку

Навеску осторожно высыпьте в воронку и бюкс тщательно ополосните дистиллированной водой над воронкой. Рассчитайте концентрацию полученного раствора в мг./мл

С = m(расворенного вещества)/V(раствора в (мл.).

Из полученного раствора пипеткой отберите 10 мл. раствора и поместите в другую колбу на 500 мл. Дополните дистиллированной водой до метки и перемешайте. Данный раствор является рабочим. Рассчитайте концентрацию рабочего раствора и вычислите содержание ионов аммония в г./мл.

2. Построение калибровочной кривой.

В 10 мерных пробирок из бюретки налейте следующие объёмы рабочего раствора:

пробирки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
V раствора мл.0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Доведите объём дистиллированной водой до 10 мл. Прибавьте 1 мл. раствора сегнетовой соли и 1 мл. реактива Несслера. Окраска развивается через 10 — 15 минут. Параллельно с приготовлением калибровочных растворов приготовьте контрольный раствор: в пробирку налейте 10 мл. дистиллированной воды, 1 мл. раствора сегнетовой соли и 1 мл. реактива Несслера. По прошествии указанного времени измерьте на фотоколориметре оптическую плотность D растворов в кюветах 30 мм. с длиной волны 400 нм. против контрольного раствора. Измерение следует начинать с растворов с меньшей концентрацией. Постройте график зависимости коэффициента пропускания раствора от содержания ионов аммония.

3. Определение содержания ионов аммония в растворе с неизвестной концентрацией и почвенной вытяжке.

В 2 пронумерованных мерных пробирки налейте по 10 мл. раствора неизвестной концентрации и почвенной вытяжки.

Прибавьте по 1 мл. раствора сегнетовой соли и по 1 мл. реактива Несслера. Выждав 10 — 15 мин. измерьте на фотоколориметре оптическую плотность против контрольного раствора. По графику найдите содержание ионов аммония в исследуемых растворах в г./мл.

Контрольные вопросы

2. Какие явления на молекулярном уровне определяют существование спектров поглощения веществ?

3.Опишите в общих чертах принцип работы спектрофотометров и фотоэлектроколориметров. В чём заключается их различие

4. Запишите формулу закона Ламберта – Бера, объясните, какие величины входят в это выражение.

5. Какими способами можно производить определение концентрации раствора фотоколориметрическим методом? Какой из этих способов использовался в данной лабораторной работе?

6. Как производится построение калибровочного графика.

1 Большинство современных спектральных приборов сконструировано по так называемой двухлучевой схеме, когда луч света от источника излучения разделяется на два пучка, которые одновременно проходят через опытную и контрольную кювету.

Расчет концентрации светопоглощающих растворов

При работе с приборами, позволяющими непосредственно измерять оптическую плотность D, для расчета концентрации испытуемых растворов можно применять следующие методы.

1. Графический метод, основанный на построении калибровочного графика в координатах оптическая плотность — концентрация.

Для построения калибровочного графика измеряют поглощение серии окрашенных растворов известной, но различной концентрации, оптические плотности которых охватывают требуемый интервал. С этой целью применяют стандартный раствор определяемого вещества. Тщательно отмеряют пипеткой определенные части этого раствора, добавляют к ним соответствующий реагент и соблюдают условия максимального развития окраски (время выдержки, температура). После этого каждый раствор разбавляют в мерной колбе до определенного объема и измеряют поглощение при выбранной длине волны. График зависимости поглощения света от концентрации поглощающего вещества обычно представляет собой прямую линию, тангенс угла наклона которой равен коэффициенту пропускания Т или молярному коэффициенту поглощения E с лямбдой. При построении калибровочного графика результаты измерений вначале наносят в виде 5-8 точек, различающихся по концентрации не менее чем на 30%, а затем проводят прямую линию либо через эти точки, либо как можно ближе к ним. Это ведет к усреднению и уменьшению ошибок, вызванных неточностями приготовления и измерения поглощения стандартных растворов. Фотометрическую реакцию анализируемого образца проводят в тех же условиях, что и для стандартных растворов. Измерив поглощение раствора образца, можно по калибровочному графику определить его концентрацию.

2. Если заранее известно, что испытуемые растворы подчиняются законам поглощения излучений, то приготовляют два раствора — эталонный, концентрация которого Сэ известна, и испытуемый (его концентрация Сх) и определяют их оптические плотности Dэ и Dx. Концентрацию испытуемого раствора вычисляют по формуле:

3. Если заранее известно значение молярного коэффициента поглощения при данной длине волны монохроматического света E с лямбдой, то, зная толщину поглощающего слоя (толщину слоя кюветы), концентрацию испытуемого раствора вычисляют по формуле:

Фотоэлектроколориметр двухлучевой

27-09-2017, 19:27

Фотоэлектроколориметр двухлучевой в агрохимических исследованиях получил наиболее широкое распространение. Принцип работы этих приборов основан на оптической компенсации фототоков от двух фотоэлементов, направленных навстречу друг другу, что достигается изменением щели диафрагмы. Диафрагма позволяет постепенно увеличивать или уменьшать мощность светового потока, падающего на кювету с раствором. Преимущество двухлучевых фотоколориметров состоит в том, что измеряется не абсолютная величина фототока, а их разность, которая при одинаковой характеристике подобранных фотоэлементов не зависит от колебания напряжения в сети.Изменение напряжения в сети в равной степени будет оказывать на фототоки обоих фотоэлементов, в то время как разность фототока между ними, зависящая от неодинаковой освещенности фотоэлементов, останется постоянной. При одинаковой освещенности обоих фотоэлементов возникающие фототоки будут одинаковы по значению, но противоположны по направлению, т. е. скомпенсированы. По этой причине стрелка микроамперметра не отклоняется от нуля. Когда на пути прохождения света к одному из двух фотоэлементов устанавливается кювета с более окрашенным раствором, компенсация фототоков нарушается вследствие неодинаковой освещенности фотоэлементов, и стрелка гальванометра отклоняется от нуля, показывая разность фототоков.Уравновешивание световых потоков, падающих на оба фотоэлемента, а следовательно, и их фототоков достигается путем изменения величины щели диафрагмы на пути следования светового пучка через менее окрашенный (контрольный) раствор или растворитель. Так как диафрагма жестко связана с измерительным барабаном, имеющим шкалу оптической плотности (D) и светопропускания (Т), то его вращением добиваются уравновешивания световых потоков, падающих на оба фотоэлемента, и их фототоков, свидетельством чему будет установление стрелки гальванометра на нуль шкалы. После установления стрелки на нуль отсчет, взятый на барабане по шкале D, будет являться мерой оптической плотности, а по шкале Т — величиной светопропускания (прозрачности) раствора.

  • Фотоэлектроколориметр КФК-2
  • Мероприятия по детоксикации почв
  • Нормирование содержания тяжелых металлов в почвах
  • Баланс тяжелых металлов в почве
  • Миграция тяжелых металлов в почве
  • Тяжелые металлы в растениях
  • Фотоэлектроколориметры
  • Фотометрические методы химического анализа
  • Инструментальные методы химического анализа
  • Приготовление титрованных растворов щелочей
  • Титрованные растворы из концентрированных растворов кислот
  • Производственная кооперация от РосТехАналог
  • Системы холодоснабжения
  • «Россельзозбанк» кредитует сельских тружеников Пензенского региона
  • Инновационная спецтехника в помощь сельским труженикам Самарского региона
  • В Самарском регионе заканчивают уборку зерновых
  • Компания из Японии построит теплицы для клубники в Хабаровской области
  • В деревне Красная Звезда запустили инновационный спортивный корт
  • В Нижегородском регионе будут заниматься развитием северных районов
  • В Ярославском регионе возведут промышленную корпорацию «Ярославский кролик»
  • Фреон – один из наиболее популярных хладагентов
  • В Нижегородском регионе возросло производство молока
  • Ставропольские персональные подсобные фермерства могут рассчитывать на дополнительную поддержку
  • В Рязанском регионе построят ещё один тепличный комплекс
  • На экспозиции «Золотая осень» презентуют новейшие сельскохозяйственные разработки
  • В Ставропольском регионе увеличится производство картофеля
  • Какие бывают топливные брикеты?
  • Сферы применения бензиновых воздуходувок
  • Сельские труженики Зауралья обговорили Программу развития агротехнической отрасли
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий