Bazat teorike për përcaktimin e densitetit optik të një zgjidhjeje

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 17:56

Çdo grimcë, qoftë ajo një molekulë, një atom apo një jon, si rezultat i përthithjes së një sasie drite, kalon në një gjendje më të lartë të energjisë. Më shpesh, ndodh kalimi nga gjendja bazë në gjendjen e ngacmuar. Kjo bën që disa breza të përthithjes të shfaqen në spektra.

Përthithja e rrezatimit çon në faktin se kur ai kalon nëpër një substancë, intensiteti i këtij rrezatimi zvogëlohet me rritjen e numrit të grimcave të një substance me një densitet të caktuar optik. Kjo metodë kërkimore u propozua nga V. M. Severgin në vitin 1795.

Kjo metodë është më e përshtatshme për reaksionet ku analiti është në gjendje të shndërrohet në një përbërje me ngjyrë, e cila shkakton një ndryshim në ngjyrën e tretësirës së provës. Duke matur përthithjen e saj të dritës ose duke krahasuar ngjyrën me një tretësirë me përqendrim të njohur, është e lehtë të gjesh përqindjen e substancës në tretësirë.

Ligji themelor i thithjes së dritës

Esenca e përcaktimit fotometrik është dy procese:

• transferimi i analitit nëpërbërës absorbues;
• matja e intensitetit të përthithjes së këtyre dridhjeve të njëjta nga një tretësirë e substancës testuese.

Ndryshimet në intensitetin e dritës që kalon përmes materialit thithës të dritës do të shkaktohen gjithashtu nga humbja e dritës për shkak të reflektimit dhe shpërndarjes. Për ta bërë rezultatin të besueshëm, kryhen studime paralele për të matur parametrat në të njëjtën trashësi shtresë, në kuveta identike, me të njëjtin tretës. Pra, ulja e intensitetit të dritës varet kryesisht nga përqendrimi i tretësirës.

Ulja e intensitetit të dritës që kalon përmes tretësirës karakterizohet nga koeficienti i transmetimit të dritës (i quajtur edhe transmetimi i saj) T:

Т=I / I_{0, ku:}

• I - intensiteti i dritës që kalon përmes substancës;
• I_{0 - intensiteti i rrezes së dritës rënëse.}

Kështu, transmetimi tregon përqindjen e fluksit të dritës të paabsorbuar që kalon përmes tretësirës në studim. Algoritmi i vlerës së transmetimit të anasjelltë quhet densiteti optik i zgjidhjes (D): D=(-lgT)=(-lg)(I / I₀)=lg(I _{0 / I).}

Ky ekuacion tregon se cilët parametra janë ata kryesorë për kërkime. Këto përfshijnë gjatësinë e valës së dritës, trashësinë e kuvetës, përqendrimin e tretësirës dhe densitetin optik.

Ligji Bouguer-Lambert-Beer

Është një shprehje matematikore që shfaq varësinë e uljes së intensitetit të një fluksi drite monokromatik nga përqendrimiabsorbues dhe trashësia e shtresës së lëngshme nëpër të cilën kalohet:

I=I₀10^{-ε· С·ι, ku:}

• ε - koeficienti i thithjes së dritës;
• С - përqendrimi i një substance, mol/l;
• ι - trashësia e shtresës së tretësirës së analizuar, shih

Pas transformimit, kjo formulë mund të shkruhet: I / I₀ =10^-ε·С·ι.

Thelbi i ligjit është si më poshtë: tretësira të ndryshme të të njëjtit përbërës me përqendrim të barabartë dhe trashësi të shtresës në kuvetë thithin të njëjtën pjesë të dritës që bie mbi to.

Duke marrë logaritmin e ekuacionit të fundit, mund të merrni formulën: D=εCι.

Natyrisht, dendësia optike varet drejtpërdrejt nga përqendrimi i tretësirës dhe trashësia e shtresës së saj. Kuptimi fizik i koeficientit të përthithjes molare bëhet i qartë. Është e barabartë me D për një tretësirë një molare dhe me trashësi shtresë 1 cm.

Kufizime në zbatimin e ligjit

Ky seksion përfshin artikujt e mëposhtëm:

1. Është e vlefshme vetëm për dritën monokromatike.
2. Koeficienti ε lidhet me indeksin e thyerjes së mediumit, veçanërisht devijime të forta nga ligji mund të vërehen kur analizohen tretësira shumë të përqendruara.
3. Temperatura gjatë matjes së densitetit optik duhet të jetë konstante (brenda disa gradëve).
4. Rrezja e dritës duhet të jetë paralele.
5. PH i mediumit duhet të jetë konstant.
6. Ligji zbatohet për substancatqendrat e të cilave thithin dritën janë grimca të të njëjtit lloj.

Metodat për përcaktimin e përqendrimit

Ia vlen të merret parasysh metoda e kurbës së kalibrimit. Për ta ndërtuar atë, përgatitni një sërë tretësish (5-10) me përqendrime të ndryshme të substancës së provës dhe matni dendësinë e tyre optike. Sipas vlerave të fituara, vizatohet grafiku i D kundrejt përqendrimit. Grafiku është një vijë e drejtë nga origjina. Kjo ju lejon të përcaktoni lehtësisht përqendrimin e një substance nga rezultatet e matjeve.

Ekziston edhe një metodë shtesash. Përdoret më rrallë se ai i mëparshmi, por ju lejon të analizoni zgjidhje me përbërje komplekse, pasi merr parasysh ndikimin e përbërësve shtesë. Thelbi i tij është të përcaktojë densitetin optik të mediumit D_x, që përmban analitin me përqendrim të panjohur С_x, me analiza të përsëritura të së njëjtës tretësirë, por me shtimi i një sasie të caktuar të komponentit testues (С_st). Vlera e C_{x gjendet duke përdorur llogaritjet ose grafikët.}

Kushtet e kërkimit

Që studimet fotometrike të japin një rezultat të besueshëm, duhet të plotësohen disa kushte:

• reagimi duhet të përfundojë shpejt dhe plotësisht, në mënyrë selektive dhe të riprodhueshme;
• ngjyra e substancës që rezulton duhet të jetë e qëndrueshme me kalimin e kohës dhe të mos ndryshojë nën veprimin e dritës;
• substanca e provës merret në një sasi të mjaftueshme për ta kthyer atë në një formë analitike;
• matjetdendësia optike kryhet në intervalin e gjatësisë valore në të cilën diferenca në përthithjen e reagentëve fillestarë dhe tretësirës së analizuar është më e madhe;
• thithja e dritës së tretësirës referuese konsiderohet të jetë zero optike.