Anumang particle, ito man ay isang molekula, isang atom o isang ion, bilang resulta ng pagsipsip ng isang quantum ng liwanag, ay pumasa sa isang mas mataas na antas ng estado ng enerhiya. Kadalasan, nangyayari ang paglipat mula sa ground state hanggang sa excited na estado. Nagdudulot ito ng ilang partikular na absorption band na lumitaw sa spectra.
Ang pagsipsip ng radiation ay humahantong sa katotohanan na kapag ito ay dumaan sa isang substance, ang intensity ng radiation na ito ay bumababa sa pagtaas ng bilang ng mga particle ng isang substance na may isang partikular na optical density. Ang paraan ng pananaliksik na ito ay iminungkahi ni V. M. Severgin noong 1795.
Ang paraang ito ay pinakaangkop para sa mga reaksyon kung saan ang analyte ay maaaring mag-transform sa isang kulay na tambalan, na nagiging sanhi ng pagbabago sa kulay ng solusyon sa pagsubok. Sa pamamagitan ng pagsukat ng liwanag na pagsipsip nito o paghahambing ng kulay sa isang solusyon na kilalang konsentrasyon, madaling mahanap ang porsyento ng sangkap sa solusyon.
Basic na batas ng light absorption
Ang esensya ng photometric determination ay dalawang proseso:
- paglipat ng analyte sasumisipsip na tambalan;
- pagsusukat sa intensity ng pagsipsip ng mga parehong vibrations na ito sa pamamagitan ng solusyon ng pansubok na substance.
Ang mga pagbabago sa intensity ng liwanag na dumadaan sa light absorbing material ay dulot din ng pagkawala ng liwanag dahil sa reflection at scattering. Upang maging maaasahan ang resulta, ang mga parallel na pag-aaral ay isinasagawa upang sukatin ang mga parameter sa parehong kapal ng layer, sa magkaparehong cuvettes, na may parehong solvent. Kaya ang pagbaba sa intensity ng liwanag ay pangunahing nakasalalay sa konsentrasyon ng solusyon.
Ang pagbaba sa intensity ng liwanag na dumaan sa solusyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng light transmission coefficient (tinatawag ding transmission nito) T:
Т=I / I0, kung saan:
- I - intensity ng liwanag na dumaan sa substance;
- I0 - tindi ng sinag ng liwanag ng insidente.
Kaya, ipinapakita ng transmission ang proporsyon ng hindi nasisipsip na light flux na dumadaan sa solusyon na pinag-aaralan. Ang inverse transmission value algorithm ay tinatawag na optical density ng solusyon (D): D=(-lgT)=(-lg)(I / I0)=lg(I 0 / I).
Ang equation na ito ay nagpapakita kung aling mga parameter ang pangunahing para sa pananaliksik. Kabilang dito ang wavelength ng liwanag, ang kapal ng cuvette, ang konsentrasyon ng solusyon, at ang optical density.
Bouguer-Lambert-Beer Law
Ito ay isang mathematical expression na nagpapakita ng dependence ng pagbaba ng intensity ng isang monochromatic light flux mula sa konsentrasyonsumisipsip at ang kapal ng likidong layer kung saan ito dinadaanan:
I=I010-ε·С·ι, kung saan:
- ε - light absorption coefficient;
- С - konsentrasyon ng isang substance, mol/l;
- ι - kapal ng layer ng nasuri na solusyon, tingnan ang
Pagkatapos mag-transform, maaaring isulat ang formula na ito: I / I0 =10-ε·С·ι.
Ang esensya ng batas ay ang mga sumusunod: iba't ibang solusyon ng parehong tambalan sa pantay na konsentrasyon at kapal ng layer sa cuvette ay sumisipsip ng parehong bahagi ng liwanag na bumabagsak sa kanila.
Sa pamamagitan ng pagkuha ng logarithm ng huling equation, makukuha mo ang formula: D=εCι.
Malinaw, ang optical density ay direktang nakasalalay sa konsentrasyon ng solusyon at ang kapal ng layer nito. Ang pisikal na kahulugan ng molar absorption coefficient ay nagiging malinaw. Katumbas ito ng D para sa one-molar solution at may kapal na 1 cm ang layer.
Mga paghihigpit sa pagpapatupad ng batas
Kabilang sa seksyong ito ang mga sumusunod na item:
- Ito ay may bisa lamang para sa monochromatic na liwanag.
- Ang koepisyent ε ay nauugnay sa refractive index ng daluyan, lalo na ang matinding paglihis sa batas ay maaaring maobserbahan kapag nagsusuri ng mataas na puro solusyon.
- Ang temperatura kapag sinusukat ang optical density ay dapat pare-pareho (sa loob ng ilang degrees).
- Ang sinag ng ilaw ay dapat magkapantay.
- Ang pH ng medium ay dapat pare-pareho.
- Nalalapat ang batas sa mga substancena ang mga sentrong sumisipsip ng liwanag ay mga particle ng parehong uri.
Mga paraan para sa pagtukoy ng konsentrasyon
Nararapat na isaalang-alang ang paraan ng pagkakalibrate curve. Upang mabuo ito, maghanda ng isang serye ng mga solusyon (5-10) na may iba't ibang konsentrasyon ng sangkap ng pagsubok at sukatin ang kanilang optical density. Ayon sa nakuha na mga halaga, ang isang plot ng D versus concentration ay naka-plot. Ang graph ay isang tuwid na linya mula sa pinanggalingan. Nagbibigay-daan ito sa iyong madaling matukoy ang konsentrasyon ng isang substance mula sa mga resulta ng mga sukat.
Mayroon ding paraan ng pagdaragdag. Ginagamit ito nang mas madalas kaysa sa nauna, ngunit pinapayagan ka nitong pag-aralan ang mga solusyon ng kumplikadong komposisyon, dahil isinasaalang-alang nito ang impluwensya ng mga karagdagang sangkap. Ang kakanyahan nito ay upang matukoy ang optical density ng medium Dx, na naglalaman ng analyte ng hindi kilalang konsentrasyon Сx, na may paulit-ulit na pagsusuri ng parehong solusyon, ngunit may ang pagdaragdag ng isang tiyak na halaga ng bahagi ng pagsubok (Сst). Ang halaga ng Cx ay makikita gamit ang mga kalkulasyon o mga graph.
Kondisyon sa pananaliksik
Upang makapagbigay ng maaasahang resulta ang pag-aaral ng photometric, dapat matugunan ang ilang kundisyon:
- reaksyon ay dapat magwakas nang mabilis at ganap, pili-pili at reproducible;
- ang kulay ng nagreresultang substance ay dapat na stable sa paglipas ng panahon at hindi nagbabago sa ilalim ng pagkilos ng liwanag;
- ang pansubok na substansiya ay kinukuha sa halagang sapat upang i-convert ito sa isang analytical form;
- mga sukatAng optical density ay isinasagawa sa hanay ng wavelength kung saan ang pagkakaiba sa pagsipsip ng mga unang reagents at ang nasuri na solusyon ay pinakamalaki;
- light absorption ng reference solution ay itinuturing na optical zero.
