Фотофлуроуметрический метод анализа.

Фотонефелометрический анализ и турбодиметрия

Фотонефелометрический анализ и турбодиметрия, основаны на исследовании свойств мутных растворов. В них применяются одни и те же реакции различие состоит в том, что в 1 измеряют интенсивность света рассеянного твёрдыми частицами суспензий, а во 2 интенсивность света прошедшего через суспензию.

 

При пропускании света через суспензию часть его лучей поглощается другая часть рассеивается. интенсивность рассеянного света подчиняется уравнению Релея.

I_r=I_o*F*((N*V²)/(ƛ⁴*r²))*(1+cos²B)

I_o – интенсивность входящего света, Вт/сек*см;

F – фактор, зависящий от показателя преломления взвешенных частиц в растворе;

N – общее число взвешенных частиц в единице объёма раствора;

V - объём взвешенных частиц, см³;

ƛ – длинна волны входящего света, нм;

r - расстояние от кюветы до наблюдения, см;

B – угол между направл. I_r и I_o.

Если все постоянные обозначить через K:

I_r=I_o*K*N

Интенсивность рассеянного света пропорциональна концентрации анализируемого раствора. Основная погрешность – трудновоспроизводимый объём взвешенных частиц и изменения этой величины во времени. Для получения воспроизводимых результатов надо строго выполнять условия эксперимента, как при приготовлении стандартных растворов, так и непосредственно при количественных определениях, для стабилизации суспензий в анализируемый раствор вводят защитные колойды крахмал, желатин. 1 метод предназначен для измерения малых концентраций, при значительном содержании вещества в растворе образуются большие объёмы твёрдой фазы такие системы не устойчивы и быстро коагулируют.

Для получения суспензий в разбавленных растворах применяются реакции образования малорастворимых осадков ( хлориды можно определеить). Размеры частиц и свойства суспензий зависят от многих факторов: концентрация определяемого компонента, температура, время прошедшее от смешивания растворов до измерения ИР, присутствие постороних веществ, порядок смешивания растворов.

Схема фотонефилометра:

 

Во многом аналогичен фотоанализу, где так же измеряют интенсивность света прошедшего через кювету с анализируемым веществом.

Явление флуоресценции (люминесценция) основана на способности атомов или молекул вещества отдавать поглощенную энергию в виде «холодного» светового излучения, вещество, поглощая свет, излучает световую энергию, энергия квантов света, выделяющаяся при Ф всегда меньше энергии квантов поглощённого света, т.е. если возбуждать Ф УФ лучами, то излучается видимый свет. ƛ излучаемого света больше ƛ возбуждающего.

Правило Спокса: спектр флуористенции смещён в сторону более длинных волн по сравнению со спектром поглощения.

1 – спектр поглощения

2 – спектр флуорисценцции

 

Отношение числа испускаемых при Ф квантов к числу поглощённых квантов называется квантовым выходом Q. Q не зависит от ƛ возбуждающего Ф света.

ФотоФ. Метод анализа основан на измерении интенсивности Ф, который зависит от концентрации вещества. При флуорисценции вызванной микрокол-ми вещества соблюдается прямая зависимость между интенсивностью свечения и концентрацией раствора. Если концентрация раствора увеличится до 10^-4 г/мл, интенсивность Ф постепенно снижается до 0 (концентрационное тушение Ф). С повышением температуры интенсивность Ф снижается (температурное тушение Ф). интенсивность Ф измеряется на фотофлуориметре.

Схема фотофлуориметра:

 

Источник у/ф излучения является ртутно-квантовая лампа 1, которая излучает и видимые и тепловые лучи. Для поглощения видимого света предназначены светофильтры 2 и 4. Первичный светофильтр 2 поглощает большую часть видимого света, но пропускает у/ф лучи. УФ лучи, от источника излучения 1 пройдя через светофильтр 2 и попадает в кювету с анализируемым раствором 3. В озбуждаемое в кювете флуорисцентное излучение проходит через вторичный светофильтр 4, задерживающий лучи с ƛ=650 нм и поступает на фотоэлемент 5. Для регистрации фотопотока прибор оснащён усилителем 6 и микроамперметром 7.

В кювету помещают анализируемый раствор, отмечают показания прибора и заполняют кювету стандартным раствором, затем контрольным раствором, не содержащим определяемого вещества. Во все растворы добавляют необходимые реактивы .

Концентрация анализимруемого вещества ( С_х мкг/мл):

С_х=(а₁-а₂)/а₃-а₂ мкг/мл

а₁,а₂,а₃ – показания фотофлуориметра при заполненными кюветами анализируемым, контрольным и стандартным раствором соответственно.

С – концентрация стандартного раствора.

Различают 2 группы фотофлуорисцентных определений:

1) По собственной флуорисцениции вещества (определение тиамина, рибофламина).

2) на основе реакций, в результате которых из нефлуорисцентного вещества образуется флуорисцирующий продукт ( определение цинка).

Практическое применение : широко применяют люминисцентные индикаторы в титрических методах.