В.М. Пешкова, М.И. Громова - Методы абсорбционной спектроскопии в аналитической химии (1115214), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Возможность исробнрки малого диаметра и большой высоты, для запо.п~х пе требуется значительного объема раствора, позвоь чувствительность определения прн вертикальном споиия. Кроме того, меод позволяет проводить оценку изме- а окраски, что является его преимушеством даже перед вским методом в тех случаях, когда пе наблюдается заиения абсолютного значения А. Этот метод рационально в однотипных массовых анализах. шураглшровпная основан на оптическом способе компеннй в интенсивности двух потоков излучений. Для уравепсивпости потоков излучений, проходящих через исраствор сравнения, используются диафрагмы с перемепй щели. Кель диафрагмы раскрывают, чтобы увеличить :;:;,,:~,«.;;!фйейпвнвность потока излучения, ослабленного после прохождения ",-„'~!,:--!$Ёф~~ёр'поглощающий раствор, и сделать ее равной сравнительному по- ',":~-:-~:, Диафрагма соединена с барабаном, который имеет шкалу, про- «!~~':~~!'=-'!фффированную в значениях оптической плотности А и процента ,4~.',,~~~скапня Т.
К такому типу относится болыпинство визуальных у:;:~'::.;фф~$Х1з«лектрических приборов отечественного производства. :;,'".'.,";.':.:!;.,-,'";,Я' 1)врегистрирующих спектрофотометрах типа СФ-4 (СФ-15) осу;«!«!-';":;;-;;-.::::~~~~~вдяется как оптическая (изменением ширины щели), так и элек:;"~~„"',~~."~~йвкая (изменением напряжении на потенциометре в цепы усилите- ~';;„'-.';;:-'-"::;:-':,.:::;5Мк'есть возможность измерить величины А и Т, то используют ' -';,;~'-;".::-!«)й)()~11увхв4ие пути расчета концентрации определяемого вещества при ..';":;,«~;.'~ц соблюдения законов поглощения: '-:"~'.,'.;:;.!г':„:.';.!:-",:";::;1.";:К~ащентрацию определяют по градуировочному графику А = ."-'~;."!!~!!!',::!~;1Ф),'''".построенному по значениям оптических плотностей ряда ';...,'~;;:!!~,",::;"в)а)))4))14111йх растворов (см.
рис. 5). Определив оптическую плотность ,'!-'".;.«',,'~~~~~$вмого' раствора А,. в аналогичных условиях, находят с„опре'::;;;:".,'-'-:1~~4)1.,~чг))про вещества. Для получения более точных результатов при .:-",~~.,'-;".:,'.,-~ии градуировочного графика используют метод наименьших ~:;~1«!:,,-';;;;,,~~~ФФ~МФ Можно также пользоваться градуировочным графиком, ;.,',:;-,'„„~".ч1~~':::~ввнснмоеть А — 1 (с) криволнпейна (см.
рис. 5). Однако в атом ...' ДЛя точного построения градуировочного графика необходимо ~,: "~;,'!,',-'-~Г1зввть ббльшее число эталонных растворов. Кроме того, как г;,:";",.'-'"~~,-::,,-, '~Махра. 5, прямолинейная зависимость повышает точность опре-' '"!,'."".«й)Р4(еь«в'.~,'(пропорциональные изменения оптических плотностей соот- ',:«.!~~~,;,",;.;.;„'.,У~:, пропорциональным изменениям концентраций растворов -:: у:,,-'~*,4~;~~! 4мь::-,если зависимость прямолинейна, и непропорциональным ;-:;",',;:Фф!!~ ';:";:~~у', йслв ' криволинейна). подбирают так чтобы измеряемые оптические плотности :;:.';";:,„;;~~~!~~0,'~~:в интервал от 0,1 до 1,0 (о точности измерений величин :-;:..«;-'.,(1й,",.„:м;=:.',.".."-':1Р;: Э"«'";:.Бели растворы подчиняются закону Бугера — Лам;"~,',,«!~,"!"~!::"~": — Ю'вп(6зр-и1пветы облегчаегся.
Например, если оптические плот- ,:~!:.',:,';::;":';,::::,,:;,,:,—,~.,'-::~Мйряпные в кювете с толщиной слоя 2 см, оказываются за зз пределами указанного интервала, то можно измеритьоптнческне п,,о!. НОСТИ НЗЧВЛЫ!ЫХ Н КОНЕЧНЫХ раСТВОров ЗТВЛОНИОГО РЯДЗ В КЮВЕта к с большей или меньшей толщиной слоя соответственно. Г(ересчи!н!. полученные оптические плотности нз 1-=- 2 см, используя прямую пр!,. порциональпость между А н (, наносят их на один и тот же градуиро Вочпый График. 2. )(Оицситракцн!О рЗССЧнтЫВЗЮт, ИСПОЛЬЗуя пряМО ПрОПОрцИОЮ!Л! .
иу зав....жду А и с А! (!!!..:, л". к 3. Концентрацп!о рзссчитывакп по уравненп!о (Ей), если известен ег определяемого вещества. В последнее время наряду с другими титриметрическнми метода. ми стали широко применять спектрофотометрическое титрованпс Ш вЂ” ()3), которое позволяет определять значительно меньшие концентрации веществ, чем обычными титрнметрическимп методами.
При спектрофотометрическом титровании могут быть использованы все химические реакции, которые применяются в других титриметрических методах. Особенно широко используют реакции комплексооб. разования: Часто в качестве реагентов применяют комплексоны и, главным образом, зтилендпампнтетрауксусную кислоту (ее дву1!Втрисвую соль — комплексон Ш). Метод спектрофотометрического тнтрования основан на последовательном измерении поглощения раствора, которое меняется в процессе титрованпя; и построении зависимости А ==- ) (О) (кривой титрования). Г1ри спектрофотометрическом титровании необходимо, что бы один из коьшопептов реакции — определяеьк е вещество М, титрзпт К или продукт реакции Мк — обладал характерным поглощением в доступной области спектра (безындикап!ориое !патроеанае).
Если ни один из компонентов реакции не поглощает, то можно использован индикаторное татрованис, для чего в тптруемую систему вводят новое вещество, образующее окрашенное соединение с каким-либо из компонентов основной реакции, Тогда с и~ментинен концентрации поглощи!Ощего компонента В про. цессе тнтроваиия Оптическая плотность раствора изменяется. Момент эквнвалентэюстн нли конечная точка титрования фиксируются как точка пересечения двух прямь!х линий, выражающих зависимость поглощения титруемого раствора от количествз прибавленного титранта до и после момента эквивалентности (рис.
24). Вид кривой спект(!ОфотометрнческОГО титровання зависит От ТОГО, какой из компонентов реакции поглощает прн той длине волны, при которой измеряют оптическую плотность А. На рис. 24 приведена кривая тнтрования (!), соответствующая тому случаю, когда В системе (ица) Хс» Х ВЛ 1.1, :» 1»»»1 . ()1» . 11 1()( где независимая переменная о — объеь» титранта, а зависимая пере менная А — оптическая плотность, соответствуюп»ая о в каждый мг~ мент титрования.
Для определения момента зквивалентпости пулом найти е, при котором А, ==' Ам »»»+ Ь» В-: ° »»» ( Ь» с, (И.ч) где а„а„(»» и Ья — козффициенты, которые рассчитывают методом иа»»маньи»их квадратов: для уравнения первой прямой (111.2) »»Х»»Л» — ХсХЛ» ВХ»а — (Хс)2 ХЛ» Х»ет — ХВХЛ» е „ХС2 Рвя)2 для уравнения второй прямой (111.3) »»ХСЛ» 'Х»ХЛ» В»= ' аХя» — (~р)» ХЛВ Х»а — ХяХЛ„В ВХР--(Х»)» где и — — число измерений А, соответствуюц(ик определенным объемам о, добавленным В процессе титровання. Для удобства расчетов рекомендуется все»»собход»»мыс для них данные сВести В табл»»цу с»»едующего Вща: После»ого как будут определены коэффициенты сн ам (»„6», »»з уравнения (111А) рассчитывают значение о: »»». — В» (и) и) а» а» Вь»ч»»сле»»»юе таким образом значение о будет соотве~ств~вать конечной точи~ титровап»»я.
» ассмотрим теоретические осн»»вы безьп»дика"п»рното н индикаторного вариантов спектрофотометрического титроваиня, в основе которых лежат реакции комплексообразования. Безындикаторное титрование. Пусть в процессе титровапия образуется комплексное соединепне по уравнен»»к» и+ и;~'ме г. е. компоненты реагируют В соотношении 1: 1 111. ипе волны поглоацают все три компонента (ионлн1анл и комплекс), то согласно основному Г(у. ПОГЛОЩЕНИЯ ПЗ,Г) Гении !~=:'„:."',"М'-,:-'(М)з В1 и [МК!- .. ";"; ."~',1)[)[й[1[[[(а([':[ГЕЖГРИТаа аПО ",,:;,':::!':;:;1=.:зз,:;: ';::Урией(ение. (ЦЫ ,"'~;:,;~=-~4[1(й '((К(2)л «[( :--~~~~~~-~„;::;([~):„'-присутстви !!-'-'.,'!',:~:,".,'й4~фФ';;:;ФРаМ!и: А Уа;[1[1 (111.10) оптическая плотность; е; — моляриый коэффиждого компонента; И- — концентрация каждого — толщина поглощающего слоя.
Ввиду того, что я толщина поглон(аю!пего слоя остается постоян. - )Г; есть постоянная величина. Выражая сумлотность через равновесньГе концентрации компожно записать; ! л -) [ ГГ[Лмя ' [ГГ! я (!11. 11) равновесные концентрации компонентов реак- тнтроваиия должны выпопняться следующие со- г„.— — [ЛГ[+ [МК! (1!1.12) (!п.!з) ся = [К[+ [МГГ! ентрация иона металла; ся — общая концентра- (1!1. !4) йа:([[[.[!)1' ([И.[2), (Ш.[З) и ([П.[4), полУчим ямя+Ггя (н — ГИ+("лг+ ![я ллгя) [л(! ('! ! Гз) 5) ппказывает, что оптическая плотность, меняюитрования, является функцией величин и и [)Г[!. ь(ть также выражена как функция и, путем ком- [,.[3) и уравнения для кажущейся константы уса '(которую вычисляют с учетом реальных услоя посторонних лигандов и т.
д.): К':=.— [МГГ! [М! [ГГ! х исследований удобнее вместо объема прибавоси абсцисс откладывать «степень комплексообаи[аемуаю соотношением Π— н — ! '. и~' а-и — 'аог". (П!,16) Репгая совместно уравнения (111.15) и (111.16), получим общее урапщ. нис !Ориной безын»!Икатарпага спекграфатаметрпчсскага тигровая!!и л — —. — -, (зк'св! 125!.
-', *ан(Р--1)1 ! (ам+да —.25!я) и Ус)к'с52(! — И) — 1 т )»!к см (1 н) 112 т зк см)). (1!1, !т Если суп(ествует длина Волны, при которой поглощает только обри зукнцееся комплексное соедицеийе, то уравнение (1П.15) у!!ран»!Во!си, так как йм =-- !гн --- 6, и принимает вид ' »ак2н(см 1"!1), (11!. !! ! Из уравнений (П1.16) и (111.(Т) видно, что при заданных моляриьь.