Оптични методи за анализ, измерване и автоматизация Портал
Задачата на аналитичната химия е да определя съдържанието на определени вещества в изследваната система по най-бързите, точни и рационални методи. В зависимост от зададените задачи се използва реакция, която или само открива тяхното присъствие, или дава възможност да се определи техният брой в системата. В първия случай имаме работа с качество, а във втория - с количествен анализ.
Физикохимичните методи за анализ се основават на връзката между състава на системата и нейните физични и физикохимични свойства.
Физикохимичните методи за анализ се класифицират според свойствата на използваната система. Оптичните методи за анализ използват връзката между оптичните свойства на системата:
3. Пречупване на светлината.
4. Въртене на равнината на поляризация на равнинно поляризирана светлина;
5. Вторичното сияние на веществото - и неговият състав.
Те включват съответно:
1. Колориметричен анализ;
2. Нефелометричен и турбидиметричен анализ;
3. Рефрактометричен анализ;
4. Поляриметричен анализ;
5. Анализ на луминесценция.
Метод за колориметричен анализ
Метод за анализ, основан на сравнение на качествените и количествените промени в светлинните потоци при преминаването им през теста и стандартните разтвори, се нарича колориметричен метод за анализ.
По-правилно е този тип химичен анализ да се нарича спектрален абсорбционен анализ, тъй като по същество той се основава на измерването на затихването на светлинния поток, което се получава поради селективното поглъщане на светлина от определяното вещество. Разграничаване между спектрофотометрични и фотометрични методи за анализ на абсорбцията. Спектрофотометричният метод се основава на измерване в едноцветен поток от светлина (светлина с определена дължина на вълната). Фотометричният метод се основава на измервания в не-строго монохроматичен светлинен лъч. За измервания се използват инструменти - фотоелектрични колориметри и спектрофотометри.
Фотоелектричният колориметър е универсално устройство и е предназначен за определяне на концентрацията на цветни разтвори, суспензии, емулсии и колоидни разтвори чрез сравняване на два светлинни потока, преминаващи през еталонна и тестова проба. Схематична диаграма на фотоколориметъра FEK-M е показана на фигура 1.
Спектрофотометрите са устройства, които правят възможно измерването на светлинното поглъщане на проби в тесни лъчи светлина по отношение на спектралния състав (монохроматична светлина). Спектрофотометрите позволяват да се разгради бялата светлина в непрекъснат спектър, да се изолира тесен интервал с дължина на вълната от този спектър, в рамките на който светлинният лъч може да се счита за монохроматичен (ширината на разпределената честотна лента е 1 - 20 nm), да премине изолиран лъч чрез анализирания разтвор и измервайте интензитета с висока степен на точност на този пакет.
Поглъщането на светлина от оцветено вещество в разтвор се измерва чрез сравняването му с поглъщането на нулев разтвор. Като пример, Фигура 2 показва оптичното оформление на спектрофотометъра SF-4.
Нефелометрични и турбидиметрични методи за анализ
Когато лъч светлина премине през суспензия от най-малките твърди частици в разтворител, т.е. чрез дисперсна система се наблюдава странично разсейване на светлината, поради което светлината, преминаваща през средата, има формата на мътна лента. Мътността му се обяснява с разсейването на светлинния лъч поради различни причини и зависи от размера на окачените частици. Ако линейните размери на частиците са по-големи от дължината на падащата светлинна вълна, тогава разсейването на светлината се дължи на пречупването на светлината на границата на частицата-разтворител и отражението на светлината от частиците. Ако дължината на падащата светлина е голяма в сравнение с линейните размери на частицата, тогава се наблюдава дифракцията на светлинната вълна, тя се огъва около частицата. Този факт, че интензивността на разсеяната светлина се увеличава с броя на разсейващите частици, се основават на два свързани аналитични метода за определяне на концентрацията на дадено вещество: нефелометрия и турбидиметрия.