Особенности выполнения анализа колориметрическими методами

Колориметрическим (от английского соlоиr – цвет) назы­вается метод анализа, основанный на сравнении качественного и количественного изменения потоков видимого света при их прохождении через исследуемый раствор и раствор сравнения. Опре­деляемый компонент при помощи химико-аналитической реакции переводится в окрашенное соединение, после чего измеряется ин­тенсивность окраски полученного раствора. При измерении ин­тенсивности окраски проб с помощью прибора фотоколориметра метод называется фотоколориметрическим. Соответственно, при измерении интенсивности окраски визуальным способом (напри­мер, оценивая интенсивность окраски сравнительно с каким-либо образцом) метод называется визуально-колориметрическим.

Основной закон колориметрии – закон Бугера-Ламберта-Бера (с ним можно познакомиться подробнее в любом справочни­ке по колориметрическим методам анализа или в элементарном курсе физики) записывается следующим образом:

где D – оптическая плотность раствора;

I_о и I – интенсивность светового потока, попадающего на раствор (I_о) и прошедшего через раствор (I):

ε – коэффициент светопоглощения (величина, постоянная для данного окрашенного вещества), л × г-моль^-1 см^-1;

C – концентрация окрашенного× вещества в растворе, г-моль/л;

l – толщина поглощающего свет слоя раствора (длина оптического пути), см.

После обработки пробы и добавления к ней реагентов про­бы приобретают окраску. Интенсивность окраски является мерой концентрации анализируемого вещества. При выполнении анали­за визуально-колориметрическим методом (рН, железо общее, фто­рид, нитрат, нитрит, аммоний, сумма металлов) определение про­водится в колориметрических пробирках с меткой «5 мл» либо в склянках с меткой «10 мл».

Колориметрические пробирки представляют собой обыч­ные, широко используемые в лабораториях, пробирки из бесцвет­ного стекла, имеющие внутренний диаметр (12,8±0,4) мм. Коло­риметрические пробирки могут иметь несколько меток («5 мл», «10 мл»), показывающих объем (и, следовательно, высоту), до которого следует наполнить пробирку пробой, чтобы обеспечить удобные и близкие условия для визуального колориметрирования. Обычно колориметрические пробирки стараются подобрать одинаковой формы и диаметра, т.к. от последних зависит высота слоя окрашенного раствора. Аналогично подбираются и склянки для колориметрирования (обычно это аптекарские флаконы диа­метром до 25 мм).

Наиболее точные результаты при анализе ви­зуально-колориметрическим методом достигаются, если сравнивать окраску пробы с окраской модель­ных эталонных растворов. Их приготавливают за­ранее с помощью реактивов-стандартов по методи­кам, приведенным в приложении 1. Следует иметь в виду, что возникающие в процессе колориметричес­ких реакций окраски обычно малоустойчивы, поэто­му при описании приготовления растворов приво­дят, при необходимости, и сроки их хранения.

Для упрощения визуального колориметрирования при по­левых анализах окраску раствора-пробы можно сравнивать не с эталонными растворами, а с нарисованной контрольной шкалой, на которой образцы воспроизводят окраску (цвет и интенсивность) модельных эталонных растворов, приготовленных с соблюдением заданных значений концентрации целевого компонента.

За результат анализа при визуальном колориметрировании принимают то значение концентрации компонента, которое имеет ближайший по окраске образец контрольной шкалы либо модельного эталонного раствора. Результат анализа представляют в виде:

«близко (значение концентрации по шкале) мг/л (мг-экв/л)».

В случае, когда окраска раствора-пробы в колориметрической пробирке окажется имеющей промежуточную интенсивность между какими-либо образцами на контрольной шкале, результат анализа записывают в виде:

«от _____ до ______ мг/л (мг-экв/л)».

Если окраска раствора-пробы в колориметрической про­бирке окажется интенсивнее крайнего образца на шкале с макси­мальной концентрацией, проводят разбавление пробы. После по­вторного колориметрирования вводят поправочный коэффициент для учета степени разбавления пробы. Результат анализа в этом случае записывают в виде:

«более (значение максимальной концентрации по шкале) мг/л (мг-экв/л)».

Окрашенные пробы, полученные при выполнении анали­зов, можно колориметрировать также с помощью фотоэлектроколориметров. При таком способе определяют оптическую плот­ность растворов-проб в стеклянных кюветах с длиной оптического пути 1 – 2 см из комплекта фотоэлектроколориметра (можно исполь­зовать и кюветы с большей длиной оптического пути, однако в этом случае следует проводить анализ с увеличенным в 2-3 раза объемом пробы). Приборное колориметрирование позволяет су­щественно повысить точность анализа, однако требует большей тщательности и квалификации в работе, предварительного пост­роения градуировочной характеристики (желательно не менее 3 построений). При этом измеряют значения оптической плотности модельных эталонных растворов (см. приложение 1). При анализах полевыми мето­дами в экспедиционных условиях удобно фотометрировать пробы с помощью полевых колориметров.

Дата добавления: 2014-12-26