FOTOKOLORIMETR.RU
FOTOKOLORIMETR.RU
Фотоколориметр и принцип его работы
Физические основы принципа работы фотоколориметра
Основной принцип работы фотоколориметра заключается в сравнении между собой двух световых потоков – так называемого фонового, который был пропущен через раствор сравнения, и основного, который проходил сквозь исследуемый раствор. Фоновый световой поток корректируется при этом каналом сравнения. Отношение основного светового потока к фоновому называют пропусканием Т (или же коэффициентом пропускания). Оптическая плотность А (или же поглощение) выражается десятичным логарифмом величины, обратной коэффициенту пропускания. Таким образом, концентрация растворенного в исследуемой среде вещества прямо пропорциональна оптической плотности А среды. Вышеназванные два световых потока и тот, что определяется при неосвещенном фотоприемнике, фотоприемник преобразует в соответствующие электрические сигналы. Микропроцессор прибора обрабатывает эти электрические сигналы и отображает их на цифровом дисплее фотоколориметра уже в виде оптической плотности А и коэффициента пропускания Т. Для определения пропускания Т и поглощения А микропроцессору приходится производить определенные вычисления по достаточно простым формулам. В этом и заключается принцип работы фотоколориметра.
Принципы градуировки при работе фотоколориметра
В случае, когда оптическая плотность исследуемого раствора прямо пропорциональна концентрации растворенного вещества во всех областях исследуемых концентраций, принцип работы фотоколориметра позволяет использовать для градуировки прибора один стандартный раствор. Но в наиболее общих случаях зависимость между поглощением А и концентрацией исследуемого раствора может и не быть линейной. В таких случаях для градуировки устройства приходится использовать два или больше стандартных растворов. Соответственно, определение массовых концентраций веществ согласно выбранной методике выполнения измерений производится по градуировочным графикам зависимости измеренных значений коэффициентов пропускания (или же оптической плотности) от концентрации определяемых веществ, построенным по указанным в методике выполнения измерений контрольным растворам. Градуировочные графики строятся вручную или же с помощью поставляемого вместе с прибором программного обеспечения
Устройство фотоколориметра вытекает из принципа работы
Принцип работы фотоколориметра определяет, что чаще всего устройство относят к категории малогабаритных переносных приборов, оснащенных автономным питанием. В состав фотоколориметра входят, как правило, оптический блок, блок управления и последующей обработки информации, блок индикации, оснащенный подсветкой, клавиатура, кювета и кюветный отсек. Источниками излучения в оптическом блоке являются 8 полупроводниковых высокостабильных светодиодов, которые определяют рабочий диапазон по длине волн излучения. На канале сравнения и измерительном канале для приема излучения применяются цифровые фотодиоды. Основой блока управления и обработки информации является микропроцессор. Возможно включение режима самоконтроля с последующим выводом информации о степени готовности к работе на ЖКИ или дисплей. Для подключения к компьютерам в принцип работы фотоколориметра заложена возможность использования соответствующего интерфейса.
Фотоколориметры Назначение фотоколориметра
Фотоколориметр – это название оптического прибора, предназначенного для измерений концентраций вещества в различных исследуемых растворах. Принцип действия этого прибора основан на том, что окрашенные растворы имеют способность к поглощению проходящего через них света тем выше, чем значительнее в этих средах концентрация окрашивающих веществ. Определенной особенностью устройства является то, что все измерения, производимые с его помощью, должны осуществляться в монохроматическом свете наиболее поглощаемого содержащимся в растворе конкретным исследуемым веществом участка спектра. Другие компоненты раствора должны поглощать этот свет относительно слабо. Для этого фотоколориметр может быть снабжен набором соответствующих светофильтров. Применяя различные светофильтры, каждый из которых имеет узкий спектральный диапазон пропускаемого света, можно определить концентрацию разных компонентов в одном и том же растворе по отдельности.
Разновидности фотоколориметров
Все семейство выпускаемых в настоящее время колориметров делится на объективные и визуальные. Объективный (или же фотоэлектрический) колориметр – это и есть фотоколориметр. В визуальных колориметрах измерения производятся несколько иным образом. На одну часть поля зрения подается свет, прошедший сквозь раствор, который подвергается изучению, на вторую – свет, который прошел через раствор с уже известной концентрацией того же вещества. С помощью изменения толщины слоя в одном из сравниваемых растворов или же интенсивности светового потока, исследователь приводит видимую картинку к состоянию, когда оба поля зрения неотличимы по цветовому тону на глаз. После этого благодаря заранее известным соотношениям между слоями растворов и/или интенсивности светового потока и определяется, собственно, концентрация исследуемого раствора.
Точность измерений, производимых с помощью фотоколориметров
Стоит отметить, что фотоэлектрический колориметр (фотоколориметр) позволяет обеспечивать существенно большую точность измерений, нежели визуальный. Происходит это благодаря тому, что в приборе для приема излучения применяются вакуумные и селеновые фотоэлементы, различные фотоэлектронные умножители, а также фотодиоды и фотосопротивления (фоторезисторы). Сила тока, вырабатывающегося в процессе работы в приемниках, напрямую зависит от интенсивности попадающего на них света, то есть степенью поглощения его раствором (она будет тем выше, чем значительнее концентрация). Фотоколориметр ведет непосредственный отсчет силы тока, но используются также и компенсационные колориметры. В них с помощью электрического или оптического (к примеру, фотометрического клина) компенсатора сводится к нулю (иначе говоря, компенсируется) разность между сигналами, один из которых соответствует измеряемому раствору, а второй – стандартному. Отсчет при таком методе ведется по шкале компенсатора.
Преимуществом таких приборов является минимизация влияния условий исследований (в частности, нестабильности свойств элементов устройства или температуры) на точность измерений. Отметим, что фотоколориметр не показывает напрямую значение концентрации вещества в исследуемой среде. Для вывода данных на индикатор приходится прибегать к градуировочным графикам, в которых используются измерения растворов с заранее определенными концентрациями. Исследования, производимые с помощью такого прибора, как фотоколориметр, достаточно просты и отличаются быстротой проведения и анализа. При этом точность практически не уступает точности при использовании более сложных методов.
Фотоколори?метр — оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действие колориметра основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация окрашивающего вещества. В отличие от спектрофотометра, измерения ведутся в луче не монохроматического, а полихроматического узко спектрального света, формируемого светофильтром[1]. Применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора. В отличие от спектрофотометров, фотоколориметры просты, недороги и при этом обеспечивают точность, достаточную для многих применений.
Колориметры разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические) — фотоколориметры. В визуальных колориметрах свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна. Изменяя толщину l слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с может быть определена концентрация исследуемого раствора.
Фотоэлектрические колориметры (фотоколориметры) обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные в качестве приёмников излучения в них используются фотоэлементы (селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители, фоторезисторы (фотосопротивления) и фотодиоды. Сила фототока приемников определяется интенсивностью падающего на них света и, следовательно, степенью его поглощения в растворе (тем большей, чем выше концентрация). Помимо фотоэлектрического колориметра (фотоколориметра) с непосредственным отсчетом силы тока, распространены компенсационные колориметры, в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому растворам, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, клином фотометрическим) отсчет в этом случае снимается со шкалы компенсатора. Компенсация позволяет свести к минимуму влияние условий измерений (температуры, нестабильности свойств элементов колориметра) на их точность. Показания колориметра не дают сразу значений концентрации исследуемого вещества в растворе — для перехода к ним используют градуировочные графики, полученные при измерении растворов с известными концентрациями.
Измерения с помощью колориметра отличаются простотой и быстротой проведения. Точность их во многих случаях не уступает точности других, более сложных методов химического анализа. Нижние границы определяемых концентраций в зависимости от метода составляют от 10?3 до 10?8 моль/л.
Лабораторное оборудование и приборы
Электронные аналитические весы
Лабораторная посуда
Фотоколори?метр, Колориметры-Лабораторная техника
магнитная мешалка
пипетдозатор, автоматическая пипетка, наконечники 1000 мкл
FOTOKOLORIMETR.RU
Смотрите подробную информацию на сайте
