Оптические методы анализа

Оптические методы: колориметрия, спектрофотометрия, нефелометрия, турбидиметрия, люминесценция основаны на анализе светопоглощения или светорассеяния.

Колориметрия основана на измерении поглощения света окрашенными растворами в видимой области спектра и является одним из наиболее простых физико-химических методов. Колориметрический метод анализа предложен в России в 1795 г. российским химиком, минералогом, геологом В. М. Севергиным. Для измерения светопоглощения используют фотоэлемент со светофильтром, прибор называют фотометром или фотоэлектроколориметром (ФЭК), а метод анализа — фотометрическим. Фотоэлектроколориметр позволяет вести измерения в пределах видимой области спектра. Фотометрические методы определения элементов основаны на простой зависимости между интенсивностью окраски раствора и концентрацией в нем вещества. Если ион не окрашен и его нельзя перевести в окрашенное соединение, то используют косвенные фотометрические методы. Относительная ошибка фотометрического метода не превышает ±3%.

При фотоколориметрии измерения проводят в видимой области спектра (415—630 нм), в методе спектрофотометрии этот диапазон значительно увеличивается. Спектрофотометры предназначены для измерений в пределах ультрафиолетовой и видимой областей спектра. Они измеряют светопоглощение при строго определенной длине волны, которая соответствует максимуму кривой поглощения вещества, находящегося в анализируемой пробе.

Нефелометрия и турбидиметрия состоят в том, что определяемый компонент переводят в малорастворимые соединения, которые находятся в виде взвеси или суспензии, и измеряют интенсивность рассеянного света или ослабление светового потока этой суспензией.

Если содержание вещества находят по интенсивности рассеянного света, то такой метод называется нефелометрическим.

Метод определения содержания вещества, но ослаблению светового потока — турбидиметрический (рис. 15.6).

При определении в анализируемых веществах различных примесей часто применяют люминесцентный метод. Этот метод анализа основан на измерении интенсивности излучаемого объектом видимого света. Свечение определяемого вещества вызывается воздействием различных возбуждающих факторов. По способу возбуждения молекул или атомов различают: ультрафиолетовое излучение — фотолюминесценция (флуоресценция); рентгеновскис лучи — рентгенолюминесценция; энергия химической реакции — хемилюминесценция и др.

Рис. 15.6. Схема хода лучей:

а — при нефелометрическом методе анализа; б — при турбидиметрическом методе анализа.