Закон Бугера - Ламберта - Бера. Количественные законы абсорбционного метода

Количественные законы абсорбционного метода

Цель анализа.

Качественный анализ. Для целей функционального и структурного анализа в основном используется ИК - спектроскопия.

Количественный анализ. Для определения количественного состава анализируемого объекта чаще используют спектроскопию УФ - и видимой областей спектра.

Основные положения и законы абсорбции излучения справедливы для всех областей спектра - от рентгеновского до радиоизлучения Количественно поглощение излучения системой описывается законами Бугера - Ламберта - Бера и аддитивности.

При прохождении излучения через раствор светопоглощающего вещества поток излучения ослабляется тем сильнее, чем больше энергии поглощают частицы данного вещества. Понижение интенсивности зависит от концентрации поглощающего вещества и длины пути, проходимого потоком. Эта зависимость выражается законом Бугера - Ламберта - Бера.

Чтобы учесть потери света, прошедшего через раствор, на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивности света, прошедшего через исследуемый раствор и растворитель.

При одинаковой толщине слоя в кюветах из одного материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих пучков света, и уменьшение интенсивности будет зависеть от концентрации вещества.

Отношение интенсивностей падающего и выходящего потоков света называют пропусканием или коэффициентом пропускания:

, (5.1.)

где I_o - интенсивность падающего потока света, I - интенсивность потока света, прошедшего через раствор.

Пропускание выражают в процентах. Для абсолютно прозрачных растворов Т = 100 %, для абсолютно непрозрачных Т= 0.

Взятый с обратным знаком логарифм Т называют оптической плотностью А:

А = - lg T = - lg = lg . (5.2.)

Для абсолютно прозрачного раствора А = 0, для абсолютно непрозрачного - А .

Уменьшение интенсивности излучения при прохождении его через раствор подчиняется закону Бугера - Ламберта - Бера:

,

или

,

или

- lg T = A = С, (5.3.)

где - молярный коэффициент поглощения, - толщина поглощающего слоя, см; С - концентрация раствора, моль / л.

Физический смысл молярного коэффициента поглощения становится ясен, если принять = 1 см, С = 1 моль / л, тогда А = . Следовательно, молярный коэффициент поглощения равен оптической плотности одномолярного раствора с толщиной слоя 1см. Молярный коэффициент поглощения - индивидуальная характеристика вещества, он зависит от природы вещества и длины волны и не зависит от концентрации и длины кюветы.

В литературе часто встречаются различные названия и обозначения одних и тех же величин. В таблице 5.1. указаны некоторые термины, используемые наряду с приведенными выше.

Таблица 5.1.

Основные величины, используемые в абсорбционной спектроскопии

Величины и обозначения	Определение	Размерность	Иное название и обозначение
Пропускание Т	I / Io	безразмерна	Прозрачность Т
Оптическая плотность А	lg Io / I	безразмерна	Поглощение Д, Экстинкция Е
Коэффициент поглощения а, k	A / С	зависит от размерности С и	Коэффициент экстинкции k
Молярный коэффициент поглощения	А / С	л / cм· моль	Молярный коэффициент экстинкции
Толщина слоя (длина кюветы) l	-	см	в, d

Значение отражает способность вещества поглощать свет. Эта способность не безгранична и определяется строением молекулы; максимально возможное значение составляет ~10⁵ л· см ^-1· моль ^-1.

Дата добавления: 2014-01-20