М.И. Булатов, И.П. Калинкин - Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа (1115208), страница 31
Текст из файла (страница 31)
1 — — '. 12, зда Если условия выбраны так, что обе относительные оптические плотности Х)„'у„, и В ~щ равны или близки к нулю, то для расчетов С„, и С„- достаточно знать отношения коэффициентов погашения У' = — ' и Уь = ', которые могут быть легко найдены "хы 2Ы экспериментально [199]. Ошибка определения концентрации в атом случае рассчитывается сложно и адесь не приводится. Практические требования для получения минимальной ошибки сводятся к следующему: а) концентрации стандартных растворов сравнения С„, и С„, должны быть как можно больше; б) иамеряемые оптические плотности Р'~щ и 77„"~щ должны быть близки к нулю н не должны превышать аначений 0,2 — 0,3; в) отношение коэффициентов погашения должно быть выполнено точно. При использовании этого метода достигается высокая точность и относительная ошибка опрсделения концентраций может быть уменьшена до 0,2 — 0,50ю Спектрофотометры Спектрофотометры СФ-4 и СФ-4А.
Н а а н а ч е н н е. Нерегнстрирующие фотоэлектрические кварцевые спектрофотометры СФ-4 служат для измерения оптических плотностей и коэффициентов пропускания жидких и твердых веществ. Так как вся оптика в спектрофотометрах выполнена из кварца, то можно изучать спектры поглощения веществ не только в видимой (400 — 760 язс), но г 2 4 4 У также в ультрафиолетовой (220 — 400 нзс) и ближней л инфракрасной (760 — 1100 нзг) областях спектра. Оптическая схема спектрофотометра СФ-4 и общий вид прибора даны на рис. 61 и 62. Рис. я Оптнчвскан схема спектрофотс- Онтическая с хема. метра СФ4: Свет от источника 1 попа- 1 — ис с«пик с та; г — асркальный «а дсн- сср; г — всркалс; г — вхсднан щель; 0 — за- даЕт На ЗЕРКаЛЬНЫИ КОНдсп- щнтная пластинка; 0 — асрнальный Объектив; сор 2, затем на плоское у — дн'псргирующая призма; г — выхсдная щель; 0 — кварцевая линва; 10 — Фильтры; щ— зеркало л.
ЗЕркалО отклоняЕт «ювсга с исслсдунвым или эталонным раствором; поток лучей на 90' н на рав 1г — защитная пластина; 11 — Фствзлсмснт, ляет его в щель 4 (автоколлкмационного монохроматора с 30' призмой), защищенную пластинкой 5. Свет, прошедший через щель, попадает на зеркальный объектив б, который посылает параллельный поток лучей на диспергирующую пРизму 7, разлагающую его в спектр; диспергированный поток направляется обратно на объектив, который фокусирует лучи в щель 8. Рис 62 Спвдтрофптоыстр СФ-4.
1 — «српус; г — тикала длин волн; г — ма«свивав ллин 'волн; г — стсчствый пстснцпимстр „ вЂ” индикаторный миллиампсрмстр; 0 — сснавнай переключатель; 1 — рсгулнтср чувствитсльнссти; г — руксятка щели, 0 — блок смснных свстсФ«льтрсв;10 — осветитель; ы— стдслснис для «юнит; 12 — руксятка для смены «ювст, 10 — пеРеключатель Фстсзлсментсв; 11 — камера для Фставлсмгнтсв. ЕО Заказ 1272. 145 Призма соединена с помощью специального механизма со шкалой длин волн.
Поворачивая призму вращением соответствующей рукоятки на выходе монохроматора, получают монохроматический поток света заданной длины волны, который, пройдя щель 8, кварцевую линзу 9, фильтр 10, поглощающий рассеянный свет, эталон (или образец) и защитную пластинку 11, попадает на светочувствительный слой фотоэлемента 12. Фототок, возникающий в фотоэлементе под действием падающего света, усиливается электронными радиолампами и передается на миллиамперметр (прибор-индикатор). Измерение пропускания (оптической плотности) исследуемого объекта производят относительно эталона, пропускание которого принимается за 100%, а оптическая плотность — равной нулю. Для обеспечения работы прибора в широком диапазоне длин волн испольауют два фотоэлемента: сурьмяно-цезиевый — для измерений в области длин волн 220 †6 нм и кислородно-цезиевый — ' для измерений в области длин волн 600 †11 нлг.
В качестве источников сплошного излучения, обеспечивающих широкий диапазон работы прибора, служат водородная лампа в области длин волн 220 — 320 нм и лампа накаливания в области длин волн 320 — 1100 мм. П р и н ц и п д е й с т в и я. Вначале на пути монохроматического светового потока помещают раствор сравнения и стрелку миллиамперметра приводят к нулю с помощью одного из потенциометров.
Затем на пути света той же длины волны устанавливают исследуемый раствор. Изменение интенсивности светового потока, падающего на фотоэлемент, и соответствующее этому изменение тока вызывает отклонение стрелки миллиамперметра. С помощью другого потенциометра, соединенного с отсчетной шкалой, стрелку снова приводят к нулю и снимают показания оптической плотности (или пропускания) исследуемого раствора при данной длине волны. Приборы СФ-4 и СФ-4А могут комплектоваться дополнительной камерой-приставкой ПМО-З, которая устанавливается вместо кюветной камеры и предназначается для измерения пропускания (оптической плотности) тонких неоднородных по пропусканию образцов и образцов малых размеров.
Диапазон работы спектрофотометров с камерой ПМО-3 сохраняется; размеры образцов, закрепляемых в каретке, — 24 ~ 36 мм; размеры фотометрируемого светового потока — 2,4 х 2,4 мм. Спектрофотометр СФ-5. Спектрофотометр СФ-5 отличается от спектрофотометра СФ-4А стеклянной оптикой и поэтому на нем можно производить измерения только в видимой и ближней инфракрасной областях спектра (380 — 1100 нм). Спектрофотометр СФД-2. Спектрофотометр СФД-2 предназначен для измерения пропускания или оптической плотности различных жидких п твердых веществ в диапазоне 220 †10 пм. Монохроматизация осуществляется с помощью дифракционной решетки, число штрихов на 1 мм которой равняется 600.
Отношение световых потоков, прошедших через раствор сравнения и исследуемый раствор при поочередном помещении их в один и тот же 'монохроматический поток света, определяется с помощью компенсационной схемы; отсчет снимается по шкале отсчетного потенциометра. Приемниками лучистой энергии служат два фотоэлемента: сурьмяно-цезиевый и кислородно-цезиевый. Для измерения пропускания (оптической плотности) тонких и малых образцов спектрофотометр СФД-2 может комплектоваться камерой-приставкой ПМ0-1, которая устанавливается вместо кюветной камеры. При атом электросхема прибора СФД-2 используется без изменений. Размеры измеряемых образцов — 24 х 36 мм; толщина — 0,2 — 1 лам; размеры фотометрического светового потока— 1,3 — 0,3 мм; диапазон работы прибора с камерой ПМО-1 — 225— 1100 нм.
Камера ПДО-1. Н а з н а ч е н и е. Камера ПДО-1 предназначается для определения относительного коэффициента диффузного отражения различных вязких и твердых рассеивающих веществ. Камера представляет собой приставку к спектрофотометрам СФ-4, СФ-4А, СФ-5, СФД-1 и СФД-2. При работе с камерой электро- схемы приборов используются без изменений. Основные данные Диапазон работы приборов СФ-4, СФ-4А, СФД-2 (СФД-1) с камерой, нм Диапазон работы прибора СФ-5 с камерой, нм Размеры исследуемых плоских образцов, мм диаметр толщина Длина стаканов, устанавливаемых на поворотном столике, мл~ Габаритные размеры камеры, мл~ .
Вес, кг 230 — 1000 380 — 1000 30 1 — 50 5 — 50 185к185х220 5,3 Оптическая схема и принцип действия. Оптическая схема камеры показана на рис. 63. Монохроматический поток света, выходящий из щели 1 монохроматора, проходит линзу 2 и попадает на отклоняющее зеркало 8. Зеркало посылает лучи на образец (эталон) 4, расположенный в плоскости, близкой к фокальной плоскости Рг зеркального эллипсоида б.
Свет, расоеянный образцом (эталоном), отражается от стенок зллипсоида и собирается во втором фокусе Р, эллипсоида. Вблизи фокуса Рк помещается катод б фотоэлемента. В монохроматический поток, выходящий из щели 1 и отраженный зеркалом 8, поочередно помещают эталон и образец. Относительный коэффициент диффузного отражения — отношение величины светового потока, отраженного от образца, к величине светового потока, отраженного от эталона, — определяется методом компенсации изменения фототока на входе усилителя и отсчитывается по шкале пропускания отсчетного потенциометра. Оптическая плотность, отсчитываемая по шкале, есть логарифм величины, обратной пропусканию. 10к 147 К о н с т р у к ц и я. Внутри корпуса 10 (рис. 63, б) расположены эллипсоид 5 (рис. 63, а) и отклоняющее зеркало 8.
Камеру фотоэлементов устанавливают на верхнюю плату 1 (рис. 63, б) корпуса между полозьями 8 при отпущенном винте 9. Эталоны 18 (рис. 63, в), твердые образцы на пластинах 19 либо без пластин, а также образцы в кюветах помещают на цодъемных держателях 11 Р»»с. 63.
Оптическая схема (а) в внешний внд (б й в) камеры ПДО-1: 1 — щель моиохромзторз; 8— линза; 8 — отклоняющее зеркало; 8 — обрззеп (зтзлок); 8 — зеркзлькыэ вллкяаоид; 8 — катод фатозлемектз; 7 — верхняя плетя; 8— заправляющие полозья для камеры фатозлемеятав; в — вввт для креплеквя камеры фотозлемектав; 18— корпус; 11 — фиксирующие втулки; 18 — рукоятка держзтеля; 1»в паворотяыз столик; 18 — винт; 18 — направляющие хвастоввкз; 18 — верю«яя плзтз; 17 — подъемвме держатели; Ы вЂ” зтзлоям; ш — твердые обрззпм. поворотного столика 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
