Понятие и классификация оптических методов анализа. Определение концентрации вещества по среднему значению молярного коэффициента светопоглощения. Проведение фотоэлектроколориметрии двухкомпонентных систем. Виды фотоколориметров и правила работы на них.
Аннотация к работе
Для установления чистоты лекарственных веществ используют различные физические, физико-химические, химические методы анализа или их сочетание. К физическим и физико-химическим методам относятся: определение температур плавления и затвердевания, а также температурных пределов перегонки; определение плотности, показателей преломления (рефрактометрия), оптического вращения (поляриметрия); спектрофотометрия - ультрафиолетовая, инфракрасная; фотоколориметрия, эмиссионная и атомно-абсорбционная спектрометрия, флуориметрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, масс-спектрометрия; хроматография - адсорбционная, распределительная, ионообменная, газовая, высокоэффективная жидкостная; электрофорез (фронтальный, зональный, капиллярный); электрометрические методы (потенциометрическое определение РН, потенциометрическое титрование, амперометрическое титрование, вольтамперометрия).Зависимость между длиной волны и ее частотой выражается следующим уравнением: ? * ? = С где ? - длина волны, ? - частота колебаний волны в циклах в секунду, С - скорость света в секунду в вакууме. Спектрофотометрический метод анализа основан на измерении поглощения света (монохроматического излучения) определенной длины волны, которая соответствует максимуму кривой поглощения вещества. У поляризованного луча, пропущенного через слой раствора оптически активного вещества, меняется направление колебаний, а плоскость поляризации оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации, который зависит от поворота плоскости поляризации, концентрации и толщины слоя раствора, длины волны поляризованного луча и температуры. Длина волны определяет тот предел, до которого луч света способен взаимодействовать с любым веществом, а путем измерения интенсивности света можно количественно определять взаимодействие между веществом и энергией луча света. Если молекула подверглась воздействию фотонов, чья энергия соответствует разности энергии между основным и возбужденным состояниями молекулы, то происходит поглощение молекулой энергии и вследствие этого молекула переходит на более высокий энергетический уровень.Для определения концентрации вещества берут аликвотную часть исследуемого раствора, приготавливают из нее окрашенный раствор для фотометрирования и измеряют его оптическую плотность. Затем аналогично исследуемому раствору приготавливают два-три стандартных окрашенных раствора определяемого вещества известной концентрации и измеряют их оптические плотности при той же толщине слоя (в тех же кюветах). Сравнивая значения оптических плотностей исследуемого и стандартного растворов, находят неизвестную концентрацию определяемого вещества. Во избежание больших погрешностей, концентрации исследуемого и стандартных растворов должны приготавливаться почти одинаковыми, что обеспечивается получением достаточно близких значений оптических плотностей сравниваемых растворов, Поэтому сначала измеряют оптическую плотность исследуемого раствора и лишь после этого подбирают концентрации стандартных растворов так, чтобы получить значения их оптических плотностей, близкие к значению исследуемого раствора. Существует и другой способ определения неизвестной концентрации Сх. приготавливают два стандартных раствора с концентрациями С1 и С2 так, чтобы оптическая плотность первого из них А1, была бы меньше оптической плотности Ах исследуемого раствора, а оптическая плотность А2 второго стандартного раствора была бы, наоборот, больше, чем Ах.Если спектры поглощения определяемых компонентов не накладываются друг на друга, т е. полосы поглощения в спектрах определяемых компонентов А и В так разграничены между собой, что при фотометрировании смеси с каждым из светофильтров поглощением другого (второго) компонента можно пренебречь (рис. Экспериментально или теоретически подбирают светофильтры, один из которых пропускает лучи, поглощаемые в основном только одним из определяемых веществ, в то время как другой светофильтр пропускает лучи, поглощаемые главным образом вторым компонентом. Затем с теми же светофильтрами измеряют оптическую плотность окрашенной смеси двух компонентов. Сравнивая полученные значения оптических плотностей окрашенной смеси и стандартных растворов, определяют неизвестные концентрации обоих компонентов: СХА = ССТА * Ах(а) / АСТА(а) Измеренное значение оптической плотности Ах(b), смеси является суммарной величиной, состоящей из оптической плотности АВ(b) компонента В и оптической плотности АА(b) компонента А.При работе на приборах с фотоэлементами следует иметь в виду следующие обстоятельства, влияющие на точность и воспроизводимость получаемых результатов: 1. Изменение спектральной чувствительности фотоэлементов может обусловливать соответствующее изменение эффективной длины волны (светофильтра) при фотометрировании растворов по одной и той же методике и даже на приборах одного и того же типа. В правый световой поток можно последовательно вводить кювету 4 с растворителем (или раствором сравнения) или кювету 4" с исследу