Herhangi bir parçacık, bir molekül, bir atom veya bir iyon olsun, bir kuantum ışığın absorpsiyonunun bir sonucu olarak, daha yüksek bir enerji düzeyine geçer. Çoğu zaman, temel durumdan uyarılmış duruma geçiş gerçekleşir. Bu, spektrumda belirli absorpsiyon bantlarının görünmesine neden olur.
Radyasyonun absorpsiyonu, bir maddeden geçtiğinde, belirli bir optik yoğunluğa sahip bir maddenin partikül sayısındaki artışla bu radyasyonun yoğunluğunun azalmasına neden olur. Bu araştırma yöntemi, 1795'te V. M. Severgin tarafından önerildi.
Bu yöntem, analitin test çözeltisinin renginde bir değişikliğe neden olan renkli bir bileşiğe dönüşebildiği reaksiyonlar için en uygunudur. Işık emilimini ölçerek veya rengi bilinen konsantrasyondaki bir çözeltiyle karşılaştırarak, çözeltideki maddenin yüzdesini bulmak kolaydır.
Işık absorpsiyonunun temel yasası
Fotometrik belirlemenin özü iki işlemdir:
- analitin aktarılmasıemici bileşik;
- Test maddesinin bir solüsyonu tarafından bu aynı titreşimlerin soğurulma yoğunluğunun ölçülmesi.
Işığı soğuran malzemeden geçen ışığın yoğunluğundaki değişiklikler, yansıma ve saçılma nedeniyle ışık kaybından da kaynaklanacaktır. Sonucun güvenilir olması için, parametreleri aynı tabaka kalınlığında, aynı küvetlerde, aynı solvent ile ölçmek için paralel çalışmalar yapılır. Dolayısıyla ışık yoğunluğundaki azalma esas olarak çözeltinin konsantrasyonuna bağlıdır.
Çözeltiden geçen ışığın yoğunluğundaki azalma, ışık iletim katsayısı (aynı zamanda iletimi olarak da adlandırılır) ile karakterize edilir T:
Т=I / I0, nerede:
- I - maddeden geçen ışığın yoğunluğu;
- I0 - gelen ışık demetinin yoğunluğu.
Böylece iletim, incelenen çözeltiden geçen emilmemiş ışık akısının oranını gösterir. Ters iletim değeri algoritması, çözümün optik yoğunluğu (D) olarak adlandırılır: D=(-lgT)=(-lg)(I / I0)=lg(I 0 / I).
Bu denklem, hangi parametrelerin araştırma için ana parametreler olduğunu gösterir. Bunlara ışığın dalga boyu, küvetin kalınlığı, solüsyonun konsantrasyonu ve optik yoğunluk dahildir.
Bouguer-Lambert-Beer Yasası
Tek renkli bir ışık akısının yoğunluğundaki azalmanın konsantrasyondan bağımlılığını gösteren matematiksel bir ifadedir.emici ve içinden geçtiği sıvı tabakanın kalınlığı:
I=I010-ε·С·ι, burada:
- ε - ışık absorpsiyon katsayısı;
- С - bir maddenin konsantrasyonu, mol/l;
- ι - analiz edilen çözeltinin katman kalınlığı, bkz.
Dönüştürüldükten sonra şu formül yazılabilir: I / I0 =10-ε·С·ι.
Yasanın özü şudur: Küvette aynı bileşiğin eşit konsantrasyon ve tabaka kalınlığındaki farklı çözeltileri, üzerlerine düşen ışığın aynı kısmını emer.
Son denklemin logaritmasını alarak şu formülü elde edebilirsiniz: D=εCι.
Açıkçası, optik yoğunluk doğrudan çözeltinin konsantrasyonuna ve tabakasının kalınlığına bağlıdır. Molar absorpsiyon katsayısının fiziksel anlamı netleşir. Bir molar çözelti ve 1 cm tabaka kalınlığı için D'ye eşittir.
Yasanın uygulanmasına ilişkin kısıtlamalar
Bu bölüm aşağıdaki öğeleri içerir:
- Yalnızca monokromatik ışık için geçerlidir.
- ε katsayısı ortamın kırılma indisi ile ilgilidir, özellikle yüksek konsantrasyonlu çözeltileri analiz ederken yasadan güçlü sapmalar gözlemlenebilir.
- Optik yoğunluğu ölçerken sıcaklık sabit olmalıdır (birkaç derece içinde).
- Işık demeti paralel olmalıdır.
- Ortamın pH'ı sabit olmalıdır.
- Yasa maddeler için geçerlidirışık soğuran merkezleri aynı türden parçacıklardır.
Konsantrasyon belirleme yöntemleri
Kalibrasyon eğrisi yöntemini dikkate almaya değer. Bunu oluşturmak için, farklı konsantrasyonlarda test maddesi içeren bir dizi çözelti (5-10) hazırlayın ve optik yoğunluklarını ölçün. Elde edilen değerlere göre, konsantrasyona karşı bir D grafiği çizilir. Grafik, orijinden düz bir çizgidir. Ölçüm sonuçlarından bir maddenin konsantrasyonunu kolayca belirlemenizi sağlar.
Bir de ekleme yöntemi var. Bir öncekinden daha az kullanılır, ancak ek bileşenlerin etkisini hesaba kattığı için karmaşık kompozisyon çözümlerini analiz etmenize olanak tanır. Özü, konsantrasyonu bilinmeyen Сx analitini içeren Dx ortamının optik yoğunluğunu, aynı çözeltinin tekrarlanan analiziyle belirlemektir. belirli bir miktarda test bileşeninin eklenmesi (Сst). Cx değeri hesaplamalar veya grafikler kullanılarak bulunur.
Araştırma koşulları
Fotometrik çalışmaların güvenilir bir sonuç vermesi için birkaç koşulun karşılanması gerekir:
- tepki hızlı ve eksiksiz, seçici ve tekrarlanabilir bir şekilde sona ermelidir;
- ortaya çıkan maddenin rengi zamanla sabit olmalı ve ışığın etkisi altında değişmemelidir;
- test maddesi, analitik bir forma dönüştürmek için yeterli miktarda alınır;
- ölçümleroptik yoğunluk, ilk reaktiflerin ve analiz edilen çözeltinin absorpsiyonundaki farkın en büyük olduğu dalga boyu aralığında gerçekleştirilir;
- Referans çözümün ışık absorpsiyonu optik sıfır olarak kabul edilir.
