Теоретические основы фотометрических методов анализа. Оптические свойства окрашенных растворов. Молярный коэффициент абсорбции.

Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера)

Два окрашенных раствора одного и того же соединения различных концентраций будут отличаться по интенсивности окраски. Фотометрический анализ основан на переведении определяемого вещества в окрашенное соединение и определении количества этого вещества путем измерения светопоглощения исследуемого раствора при прохождении света определенной длины волны.

Закон Бугера-Ламберта-Бера связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой поглощающего свет вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя . Чтобы учесть потери светового потока на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивность световых потоков, прошедших через исследуемый раствор и растворитель (или раствор сравнения). При одинаковой толщине слоя в кюветах из одинакового материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих световых потоков и уменьшение интенсивности будет зависеть от концентрации вещества. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через раствор подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера: J=J0*10-E*l*c  ;  или =10-E*l*c  ;

а поскольку  , то: -lg=A= ε *l*c,               (1)

где ε – молярный коэффициент поглощения;

l – толщина светопоглощающего слоя, м;

с – концентрация окрашенного раствора, моль/л.

Основной закон светопоглощения: оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации поглощающего свет вещества, толщине слоя раствора и молярному коэффициенту поглощения.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКРАШЕННЫХ РАСТВОРОВ.

При прохождении белого света с интенсивностью I0 через прозрачный стеклянный сосуд, заполненный раствором, происходит ослабление этого света. Выходящий свет будет иметь другую, меньшую, интенсивность I. Ослабление светового потока связано, в основном, с поглощением световой энергии Iа раствором. Кроме того, имеет место отражение света Iотр от границ раздела воздух-стекло, стекло-раствор. Наконец, в растворе происходить рассеяние света Iр мельчайшими взвешенными частицами.  В практике аналитической химии и биохимии не определяют абсолютные фотометрические величины I0 и Iисследуемого раствора, а измеряют

их по отношению к фотометрическим величинам другого раствора сравнения (стандарта, холостой пробы) с известными параметрами и налитого в точно такой же сосуд, как и исследуемый раствор.   Величина =(1-A)=T   называется коэффициентом пропускания.  Величина D=lg   называется оптической плотностью. Оптическая плотность есть мера непрозрачности раствора. Если концентрация выражена в моль/л, а толщина слоя в см, то коэффициент поглощения называется молярным коэффициентом светопоглощения (погашения) (e ). При С = 1 моль/л и  l = 1 см   e = А, т.е. молярный коэффициент погашения численно равен оптической плoтности раствора с концентрацией 1 моль/л, помещенного в кювету с толщиной слоя 1 см. Его размерность моль–1 ∙л∙см–1, часто размерность опускается. Молярный коэффициент поглощения рассчитывается по формуле: e  =  А/C l . Коэффициент поглощения является характеристикой растворенного вещества и зависит от длины волны света, природы растворителя и температуры.