Внутренние влияющие факторы

1. Фундаментальные факторы

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив только для монохроматического света. Немонохроматичность светового потока связана с несовершенством оптических приборов. Отклонение от закона Бера менее заметно, если длина волны не приходится на часть спектра с резким изменением оптической плотности. На практике измерение А стремятся проводить в максимуме светопоглощения.

В фотоколориметрах из-за освещения пробы вещества пучком света с диапазоном длин волн Dl измеряется интегральное поглощение. При повышении концентрации контур полосы поглощения может измениться, поэтому закон нарушается. Это наблюдается для растворов желтого цвета.

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив для разбавленных растворов. Для концентрированных растворов изменяется показатель преломления, ход лучей исказится, на фотоэлемент попадёт меньше света, результат анализа будет занижен. Пучок света должен быть параллельным. Кроме того, при высоких концентрациях поглощающих частиц (≥ 0.01 моль/дм³) среднее расстояние между частицами уменьшается до такой степени, что каждая частица влияет на распределение заряда соседних частиц, что, в свою очередь, может изменить способность частиц поглощать излучение данной длины волны.

Чем больше толщина светопоглощающего слоя, тем чувствительнее метод. Однако, тем больше потери на рассеяние света. Обычно длина поглощающего слоя должна быть меньше 50 мм.

2. Способ измерения оптической плотности

Температура раствора изменяет спектр вещества, она должна быть постоянной и приведена в отчетах и протоколах испытаний для межлабораторных сличений.

Не должен меняться состав примесей. Поэтому необходимо строго соблюдать изложенные в методике операции.

1. Форма нахождения определяемого компонента в фотометрируемом растворе.

Не должна изменяться природа поглощающих частиц во время измерения, т.е. должны отсутствовать кислотно-основные, окислительно-восстановительные взаимодействия, полимеризация, диссоциация, коагуляция. Если при изменении концентрации будет меняться природа этих частиц, то зависимость А = f (C) не будет линейной, т. к. молярный коэффициент поглощения вновь образующихся и исходных частиц будет различным. Например, при разбавлении К₂Cr₂O₇ устанавливается следующее равновесие:

Cr₂O₇ ^2- + H₂O ↔ 2HCrO₄^- ↔ 2CrO₄^2- + 2H⁺

Оранжевый желтый

450 нм 350 нм

Молярные коэффициенты дихромата Cr₂O₇ ^2-, гидрохромата HCrO₄^- и хромата CrO₄^2- довольно сильно различаются, цвет раствора меняется и зависимость оптической плотности от общей концентрации хрома перестаёт быть линейной.

В фотоколориметрии важно добавлять одно и то же количество фотометрического реагента, так как для малопрочных комплексных соединений при разбавлении раствора характерно явление диссоциации комплекса.

Необходимо контролировать значение рН раствора, так как скорости, состав продуктов взаимодействия могут зависеть от кислотности среды, особенно это важно для многоступенчатых реакций. Например,

рН < 2 рН > 2 рН > 4 рН > 9

Fe³⁺, Sal ^2- [Fe Sal]⁺ [Fe Sal₂]^- [Fe Sal₃]^3-

Бесцветный фиолетовый красный желтый

Эти соединения характеризуются различными по величине значениями e_λmaxиλ_max.

Если реагент – кислотно-основной индикатор, например, органическая кислота, то в кислой среде он находится в молекулярной форме, а в щелочной – в солевой анионной форме. Часто окраска солевой формы реагента такая же, как и комплекса, то есть измерительный сигнал есть, а элемента в пробе нет. Например,

- при рН > 4,5 комплексное соединение алюминия с ализарином [Al Als] – красного цвета; сам ализарин Als, который находится в избытке, – желтого цвета, следовательно в кювете раствор будет красно-желтого цвета;

- при рН > 5 , что трудно отличить с помощью универсальной индикаторной бумаги, ализарин Als – красножелтого цвета, оператор может принять эту окраску как продукт реакции с алюминием и записать значение оптической плотности в лабораторный журнал. Это ошибка второго рода.