Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Ни один из приборов нельзя считать универ- 2ЗЗ глава 23 сальным, выбор определяется родом работы, для которой пред- назначен прибор. Одно- и двухлучевые схемы. Спектрофотометры, как и фото- метры, бывают одно- и двухлучевые. В двухлучевых приборах световой поток каким-либо способом раздваивают либо внутри монохроматора, либо по выходе из него: один поток затем проходит через испытуемый раствор, другой — через растворитель.
В некоторых приборах интенсивность обоих потоков сравнивают при по- моши парной системы детекторов и усилителей, таь что сразу получают пропускание или оптическую плотность. В других приборах излучение источника механически прерывается и импульс света попеременно проходит через испытуемый и холостои растворы, Результирующий поток затем преобразуется и подается на один детектор. Пульсирующий электрический сигнал детектора попадает в усилительную систему, сконструированную по принципу сравнения величин импульсов и переводящую эту информацию в единицы пропускания или оптической плотности.
Поскольку в приборах с раздвоением излучения потоки, проходящие через растворитель и испытуемый раствор, сравниваются одновременно или почти одновременно, большинство, если не все, кратковременных электрических флуктуаций, а также случайные помехи от источника, детектора и усилителя компенсируются. Поэтому электрические узлы двухлучевых фотометров не обязательно должны обладать столь же высоким качеством, как узлы одполучевых приборов. Однако это преимущество умаляется необходимостью введения большого числа сложных деталей в схему двухлучевых приборов. Кроме того, для фотометров с двумя детекторами и усилителями существенное значение имеет идентичность узлов обеих систем.
Однолучевые приборы особенно удобны при выполнении количественных определений, основанных на измерении оптической плотности при одной длине волны. В этом случае простота прибора и вытекающая отсюда легкость эксплуатации представляют существенное преимушество. Наоборот, большая скорость и удобство измерения при работе с двухлучевыми приборами полезны при проведении качественного анализа, когда для получения спектра оптическая плотность должна быть измерена в большом интервале длин волн. Кроме того, двухлучевое устройство легко приспособить для автоматической записи непрерывно меняющейся оптической плотности; во всех современных регистрирующих спектрофотометрах для этой цели используют именно двухлучевую систему. И одно- и двухлучевые приборы пригодны для измерений видимого и УФ-излучений.
В основе ИК-спектрофотометров, выпускаемых промышленностью, всегда лежит двухлучевая схема, поскольку их обычно используют для развертки и записи большой обла- 133, Аппаратура и методы абсорбционного анализа 3-11. Схема спектрофотометрв гплпз 1П1-2. (Печатается с разре Вес1опнп 1пз1ггппепбп 1пс., Еп1- 1ег1оп, Саш.) т — вольфрамовая лампа; г — зеркало вольфрамовой лампы; б — водородная ялк дейтеряевая лампа; 4 — зеркала волоролной лампы б — входное зеркало; б — коллнматорнае зеркало; à — призма Лвттрова; б — щели; 9 — коняенсорные линзы: ГΠ— кювета с испытуемым раствором ялн раствором сравнения; П вЂ” детектор.
сти спектра. Здесь будут описаны два широко известных однолучевых прибора. Однолучевые приборы. На рис. 23-11 приведена схема однолу. чевого спектрофотометра высокого качества «Вескшап» ОП-2. Первые образцы этих приборов появились более 30 лет назад; это один нз наиболее известных приборов такого класса. Спектрофотометр Бекмана оснащен кварцевой оптикой и его можно использовать в видимой и УФ-областях спектра. Прибор снабжен взаимозаменяемыми источниками света, дейтериевой н водородной разрядными трубками для излучения в низковолновой части спектра и вольфрамовой лампой для излучения в видимой н ближней инфракрасной областях.
Отразившись от двух зеркал, излучение через регулируемую щель попадает в монохроматор. Пройдя через всю длину прибора, излучение направляется на призму Литтрова; регулируя положение призмы, можно послать на щель свет с требуемой длиной волны. Оптическая система скон- Главе 23 струирована так, что входящий и выходящий потоки располагаются один под другим по вертикали; поэтому выходящий поток проходит над входным зеркалом н попадает в кюветное отделение. В кюветодержателе обычно умещаются четыре прямоугольные 1-сантиметровые кюветы, одну нз которых можно поместить на пути светового потока, передвигая каретку.
Имеются также кюве- (г Рне, 23-12. Схема епеитрофотометра «лрее1гоп1е-20» (Вапзсь апб 1отЬ) (Печа- таетея с разрешения Вапзсь апг( Еогпь, 1пе., Коеьез1ег, ЬП 'г'). 1 хамка; 2 — объектна; 5 — входная щель; 4 — линза объектива; 5 — решетка; 5 — кулачок; 7 — лиафрагма; 8 — шторка; 9 —,выходиаи щель, 10 — кювета с анализируемым раство- ром; 11 — светофильтр; 12 — фотозлемеит. тодержатели для двух цилиндрических кювет и кювет длиной 10 см. Детекторы расположены в отделении фотоэлементов; контроль за входящим излучением осуществляется вручную при помощи шторки на пути потока.
Предусмотрены взаимозаменяемые детекторы — чувствительный к красному излучению фотоэлемент с внешним фотоэффектом для области длин волн более 625 нм и фотоумножитель для интервала 190 — 625 нм. Фототок, возникший в фотоэлементе под действием света, протекает через постоянное большое сопротивление; надев~не напряжения вдоль этого сопротивления является мерой интенсивности излучения, попадающего в детектор. Погрешность фотометрических измерений на спектрофотометРе Бекмана достигает о-0,2о(о пРопУсканиа пРи наличии высококачественной электронной техники.
Соответствующей настройкой щели можно получить узкую полосу (с полушириной пропускания менее 0,50 нм). Прибор особенно ценен прн исследованиях и количественных аналитических измерениях оптической плотности при ограниченном числе длин волн. Спектрофотометр ш5рес(гоп1с-20», схематически изображенный на рис. 23-12, представляет тип приборов, в которых точность фо- 135 Аппмоатуре и методы абсорбцмомного анализа тометрических измерений принесена в жертву простоте эксплуатации и дешевизне.
Рабочий интервал длин волн 350 — 650 нм, хотя его можно расширить до 900 нм применением фотоэлемента, чувствительного к красному излучению. Система монохроматора состоит из отражательной решетки, линз и двух фиксированных гцелей. Поскольку дисперсия решетки не зависит от длины волны, во всем рабочем интервале получается полоса с постоянной полу- шириной 20 нм. Спектрофотометр «5рес)гонге-20» пример однолучевого спектрофотометра прямого отсчета.
Фототок усиливается и фиксируется положением нити шкалы измерителя тока. Поскольку возникающий ток пропорционален интенсивности излучения, измерительную шкалу можно проградуировать в единицах пропускания и оптической плотности". ЗАДАЧИ 1. Для фотометрических измерений имеются следующие светофильтры: Свата- Область силою- Ив««рвал длвв волн Область сплашфильтр, нога пралусваввв, с мавсвмальвмм врс- ваго поглсщсвва, Ю в?в вм вусваввсм вм вм (440 (500 (580 ) 590 )560 )490 440 †5 500 — 560 580 — 640 580 †6 540 †5 480 †5 430 †4 )500 )560 )640 (580 и )670 (540 (480 (430 'а) Какого цвета светофильтр 4? б) Какого цвета светофильтр 1? в) Выберите светофильтр или комбинацию светофильтров для анализа синего раствора.
г) Выберите светофильтр илн комбинацию светофильтров для анализа раствора с сильным поглощением при 520 нм. д) Установите цвет потока, прошедшего через светофильтры № ! и 7. е) Каков цвет раствора, для которого подходит комбинация светофильтров №зи4? «2. Для анализа разбавленного раствора иода применили колорнметр Дюбосна Оказалось, что слой раствора с неизвестнои концентрацией толщиной 4,54 см эквивалентен слою 5,00.10 а М раствора 1а толщиной 6,!2 см. Рассчитайте неизвестную концентрацию иода.
3. Анализ разбавленного раствора иона СпА з провели на колориметре Дюбоска. Оказалось, что слой раствора неизвестной концентрации толщиной 7,96 см эквивалентен слою стандартного раствора, содержащего 12,3 мкг!мл Спа+ и избыток А, толщиной 4,23 см. Рассчитайте неизвестную концентрацию меди. * Схемы фатометров и спектрофотометров приведены, например, в книгах: Пешкова В. М., Громова М. И. Методы абсорбционной спектроскопии а аналити.
ческой химии.— Мл Высшая школа, 1976; Бобко А. К., Лилипемко А. Т. Фото- метрический анализ, Общие сведения и аппаратура. — Мл Химия, 1968.— Прим. ред. глава 24 Применение молекулярной спектроскопии Типы спектров поглощения Характер спектра поглощения определяется природой, агрегатным состоянием и окружением поглошаюгцих веществ. Различают спектры двух типов, а именно спектры, связанные с поглошением излучения атомами, и спектры, возникающие при поглошении излучения молекулами. 1 220 240 2ЕО 2ЕО ЗСО Дпвпа впплы, пы Рис.
24-1. Некоторые типичные УФ-спектры ноглон2еннн. 2 — пары натрии; 2 — пары бенеола; 8 — бенаол в теисане: е — дифенил в тенсане. Атомная абсорбция Система, содержащая атомы одного типа (например, парьй ртути или натрия), поглощают сравнительно немного четко определенных частот немонохроматического видимого УФ-излучения, по- Молекулярная абсорбционная спектроскопня нашла широкое применение в качественном и количественном анализах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
