Если пучок лучей белого света пропустить через стеклянную кювету, наполненную окрашенным прозрачным раствором, то интенсивность света будет ослабевать в результате отражения На границах фаз (воздух—стекло, стекло—жидкость), рассеивания от неизбежно присутствующих в растворе взвешенных частиц и главным образом в результате поглощения лучистой энергии окрашенными частицами. Поэтому интенсивность излучения, прошедшего через кювету с окрашенным раствором и попадающего на сетчатку глаза человека или на чувствительный физический прибор (фотоэлемент), будет меньше интенсивности пучка света, входящего в кювету. Степень поглощения окрашенными растворами волн падающего света различной длины неодинакова Поглощение лучистой энергии раствором в видимой и ультрафиолетовой областях спектра избирательно и зависит от свойства поглощающих молекул или ионов.

Закон Бугера—Ламберта—Бера можно выразить уравнением

/;=/„• 10 ЕС'.

Если уравнение закона прологарифмировать, то оно примет вид

lg^ = -ее/,

где /;—интенсивность светового потока, прошедшего через раствор; 10—интенсивность падающего на раствор светового потока;-е—коэффициент поглощения света — постоянная величина; с— молярная концентрация окрашенного вещества в растворе; /— толщина слоя раствора, см.

Величину \g(l0/Ii) называют оптической плотностью раствора D:

D=lgy=ecl.

Оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации окрашенного раствора и толщине слоя раствора.

Если графически изобразить зависимость оптической плотности от концентрации окрашенного раствора, то, откладывая по оси абсцисс концентрацию раствора, а по оси ординат оптическую плотность его, получим прямую, проходящую через начало координат (рис. 40).

При с=1 моль/л и /=1 см D = e. Коэффициент е, таким образом, означает оптическую плотность окрашенного раствора с концентрацией с=1 моль/л и 1=1 см. Эту величину называют молярным коэффициентом поглощения раствора. Молярный коэффициент светопоглощения 8 характеризует чувствительность фотометрической реакции и представляет собой постоянную для данного окрашенного соединения величину. Он является важней-

Рис. 40. Зависимость оптической плотности раствора от концентрации (гра-дуировочная кривая)

концентрация

иск

Рис. 41. Зависимость оптической плотности от молярной концентрации (молярный коэффициент поглощения определяется наклоном прямой tgee)

шей его характеристикой, позволяющей судить о чувствительности метода. Так, если один и тот же ион образует окрашенные соединения с различными реактивами, используемыми в колориметрии, то наибольшей чувствительностью будет обладать тот колориметрический метод, в котором будет использован окрашенный продукт реакции с максимальным молярным коэффициентом поглощения.

Значения е в области максимума для различных окрашенных соединений сильно различаются. Так, полосы поглощения «простых» ионов (аквакомплексов) меди, никеля и др. в видимой части спектра характеризуются низкими значениями е (порядка 10). Окрашенные аммиакаты имеют значение е=102 —103. Наконец, многие комплексы с органическими реактивами (ализа-ринаты, дитизонаты и т. п.) имеют очень высокие значения е—порядка 104—105.

Молярный коэффициент поглощения раствора можно рассчитать, если приготовить серию растворов с известными концентрациями вещества и измерить оптическую плотность окрашенных растворов, налитых в кювету с /= 1 см. Построив график зависимости оптической плотности раствора (ось ординат) от молярной концентрации с (ось абсцисс) и соединив линией все точки графика, получаем прямую линию, проходящую через начало координат. Тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс (tga) представляет собой молярный коэффициент поглощения (рис. 41). Зная молярный коэффициент поглощения е, можно, определив оптическую плотность раствора с неизвестной концентрацией (сх), найти последнюю из отношения

Ас б/

не строя градуировочный график.

Закон Бугера—Ламберта—Бера справедлив для весьма разбавленных растворов, поэтому область его применения ограничена

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию