2. Способы представления спектрофотометрических величин

В технической литературе пользуются законом Бугера-Ламберта-Бера в экспоненциальной форме (2), либо в логарифмической:

. (4)

Если вместо натуральных логарифмов использовать десятичные логарифмы, то уравнение (2) будет иметь вид: , где– десятичный показатель поглощения на единицу концентрациивещества. Эту величину называют также коэффициентом поглощения или экстинкции. Термин «экстинкция» рекомендован к употреблению Международной комиссией по молекулярной спектроскопии. Величиныисвязаны соотношениеми. Пропусканиемназывают отношение светового потока, прошедшего через окрашенный слой, к падающему потоку. Коэффициентом поглощения называют величину отношения поглощенного слоем потока излучения к падающему на него. Обратный логарифм коэффициента пропускания называют оптической плотностью. Оптическая плотность раствора, состоящего из нескольких невзаимодействующих компонентов, равна сумме плотностей этих компонентов:

, (5)

где – число компонентов в смеси;– длина волны спектра.

Чтобы получить оптические характеристики вещества на спектрофотометре либо спектрофотоколориметре, измеряют его спектры поглощения или пропускания.

3. Описание прибора

В данной работе для измерений используется колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2. Предназначен для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315 – 980 нм, выделяемых светофильтрами, коэффициентов пропускания и оптической плотности жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации веществ в растворах методом построения градуировочных графиков. Колориметр позволяет также производить измерения коэффициентов пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете.

Общая оптическая схема прибора представлена на рис. 2.

Рис. 2. Оптическая схема КФК-2

На схеме выделены основные элементы устройства:

Нить лампы 1 конденсором 2 изображается в плоскости диафрагмы 3. Это изображение объективом 4, 5переносится в плоскость, отстоящую от объектива на рас­стоянии 300 мм, с увеличением . Кювета 10 с иссле­дуемым раствором вводится в световой пучок между защит­ными стеклами 9, 11. Для выделения узких участков спектра из сплошного спектра излучения лампы в колориметре пре­дусмотрены цветные светофильтры 8.

Теплозащитный светофильтр 6 введен в световой пучок при работе в видимой области спектра (400 – 490 нм). Для ослабления светового потока при работе в спектраль­ном диапазоне 400 – 540 нм установлены нейтральные све­тофильтры 7.

Фотоприемники работают в разных областях спектра:фотоэлемент 17 в области спектра 315 – 540 нм; фотодиод 12 в области спектра 590 – 980 нм.

Пластина 15 делит световой поток на два: ~ 10% све­тового потока направляется на фотодиод и ~ 90% на фотоэлемент.

Для уравнивания фототоков, снимаемых с фотоприем­ника (фотодиода) при работе с различными цветными свето­фильтрами, перед ним установлен светофильтр 14 из цветного стекла.

Для более равномерной освещенности фотоприемников введены матовые стекла 13 и 16.

Прибор работает следующим образом. Световой поток, сформированный оптической системой, воздействует на фотоэлемент, сигнал с которого усиливается и подается на измерительное устройство. Отклонение стрелки измерительного прибора пропорционально световому потоку, падающего на фотоэлемент.

На рис. 3. показан внешний вид и ручки управления прибора КФК-2.

Рис. 3. Общий вид колориметра

1– регистрирующий прибор со шкалой, оцифрованной в коэффициентах пропусканияТи оптической плотностиD;3– ручка переключения светофильтров с маркировкой по длинам волн (вводит светофильтр в световой пучок);4– ручка перемещения держателя образца (переключает кюветы в световом пучке);5– ручка установки ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ;6– ручка управления УСТАНОВКИ «100» ГРУБО;7– ручка УСТАНОВКИ «0» точно;8– крышка кюветного отделения.

При выполнении работы обратить внимание на маркировку положения ручек 3 и 5 по цвету. Положение ручки 5 по цвету должно соответствовать положению ручки 3.

ВКЛЮЧЕНИЕ ПРИБОРА И ПОДГОТОВКУ НГО К РАБОТЕ ПРОВОДИТ ЛАБОРАНТ ИЛИ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ.