Оптимальный диапазон оптических плотностей при котором ошибка измерения концентраций минимальна

    Поскольку согласно уравнению (И) оптическая плотность зависит от толщины слоя, выбор кювет должен быть сделан с таким расчетом, чтобы значения оптических плотностей для серии эталонных растворов укладывались в интервале 0,1—1,0, что соответствует наименьшей ошибке измерения. На практике поступают следующим образом наполняют кювету средней толщины (2 или 3 см) раствором с концентрацией, соответствующей середине эталонного ряда, и используют его для выбора оптимальной длины волны (или оптимального светофильтра). Если оптическая плотность, полученная при этом для области максимального поглощения исследуемой системы, соответствует примерно середине оптимального интервала (0,4—0,5), то значит кювета выбрана удачно если выходит за границы этого интервала или близка к ним, то нужно сменить кювету, увеличив или уменьшив ее толщину. [c.51]

    Определение по значению молярного коэффициента поглощения. Готовят ряд стандартных растворов с применяемым реактивом н после выбора оптимальной длины волны определяют оптическую плотность приготовленных, растворов. Зная концентрацию вещества и оптическую плотность, рассчитывают молярный коэффициент поглощения  [c.342]

    Приступая к работе, необходимо из набора, который прилагается к каждому ФЭКу, выбрать кюветы оптимального размера. Так как согласно уравнению Л=е С1, оптическая плотность зависит от толщины поглощающего слоя, выбор кювет должен быть сделан с таким расче- том, чтобы значения оптических плотностей для проб стандартного ряда укладывались в интервале 0,1—1,0. Для получения точных результатов лучше работать в более узком интервале от 0,1 до 0,6 единиц оптической плотности. Выбор кювет проводят следующим образом определяют оптическую плотность одной пробы стандартного ряда со средним содержанием анализируемого вещества, пользуясь кюветами с расстоянием между рабочими гранями, равным 1 см. Если значение оптической плотности составляет приблизительно 0,3—0,35, то данную кювету используют для работы, если больше или меньше этого интервала, берут кювету меньшего или большего размера. Остальные требования к кюветам такие же, как при спектрофотометрическом анализе. [c.9]

    Для выбора оптимального светофильтра в одну кювету наливают исследуемый раствор, а в другую растворитель и устанавливают их в отверстия кюветного столика. Измерительный барабан с той стороны, где установлена кювета с испытуемым раствором, устанавливают на нулевую оптическую плотность (100%-ное пропускание), а другим измерительным барабаном устанавливают равенство световых потоков, т. е. уменьшают диафрагму до тех пор, пока обе половины поля зрения будут одинаково окрашены. Такие измерения производят при всех светофильтрах. Светофильтр, при котором наблюдается максимальное значение оптической плотности, применяют для анализа. [c.103]

    Х.5.6. Выбор оптимальных значений оптической плотности [c.650]

    Выбор оптимальной концентрации раствора сравнения производится следующим образом. Готовят ряд эталонных растворов с постоянной разницей концентрации АС и соответствующей разницей АЛ в интервале значений от 0,3 до 0,4. Измеряют оптические плотности каждого последующего раствора по отношению к предыдущему и вычисляют произведение а=(ЛЛ/АС)Со, где Со — концентрация раствора сравнения. В качестве оптимальной выбирают ту концентрацию, при которой значение а максимально. Относительно выбранного раствора сравнения измеряют оптические плотности серии растворов. По полученным значениям вычисляют значение фактора Р пли строят градуировочный график зависимости АЛ от ДС. [c.37]

    Выбор концентрации при анализе по светопоглощению. Концентрация определяемого вещества должна быть такой, чтобы оптическая плотность раствора находилась в пределах от 0,2 до 1,0 (оптимальное значение оптической плотности 0,44). При указанных значениях оптической плотности, как показывает теоре- [c.47]

    При выборе условий АА-анализа основными критериями являются минимум влияний и максимум соотношения сигнал/шум. Хорошим ориентиром для определения оптимальной рабочей области измерений могут служить данные о характеристических концентрациях элементов. Под характеристической в методе ААС понимается концентрация элемента в растворе, соответствующая оптической плотности А = 0,0044 (или пропусканию Т = 99 %). Обычно нижняя граница измерений должна по крайней мере на порядок превышать значение характеристической концентрации. Исходя из ожидаемого содержания определяемого элемента в твердой пробе и значения характеристической концентрации, легко оценить допустимую степень разбавления пробы при ее растворении. [c.847]

    Номограмма показывает, в каком интервале оптических плотностей (и соответствующем интервале концентраций) можно проводить анализ, сохраняя заданное значение точности измерений (заданную относительную ошибку), а также позволяет проводить выбор оптимальных условий анализа по методу двусторонней дифференциальной спектрофотометрии. [c.45]

    Минимальное значение правой части неравенства (3.6) наблюдается при оптимальном выборе оптической плотности D при соблюдении условия [c.54]

    Выбор оптимальной оптической д плотности образца состоит в том, чтобы, варьируя концентрацию исследуемого образца или толщину слоя, получить значение О в пределах 0,3—0,7. Эти пределы, как показано на рис. 17, соответствуют области минимума кривой оши-  [c.21]

    Условия выбора оптимального pH рассмотрены ниже для комплекса титана с хромотроповой кислотой. Зависимость оптической плотности от pH для различных длин волн приведена [5] на рис. 33. Красный комплекс (Ямакс = 520 нм) начинает образовываться в снлынакислой сре де, оптимальный интервал pH 2—4 при pH>4 красный комплекс переходит в желтый (А,макс = 420 нм), для которого рНопт 5. В соответствии с описанными выше (гл. 3, 6) свойствами изобестической точки светопоглощение не изменяется при переходе одной равновесной формы в другую, смежную с первой, поэтому если почему-либо трудно обеспечить необходимое значение pH 2—4 (или pH >5 для желтого комплекса), целесообразно игме- 1 г з рять оптическую плотность при [c.123]

    При выборе толщины слоя учитывают диапазон значений А, для которых относительная погрешность измерения минимальна (0,5-1,0 %) ОД < А < 0,8. Оптимальная оптическая плотность А = 0,45. [c.174]

    Тот раствор, для которого величина / получается наибольшей и используется в качестве раствора сравнения, так как при наибольшем значении / достигается наибольшая чувствительность и точность определения. Однако следует иметь в виду, что в фотометрическом анализе увеличение концентрации раствора сравнения Сд не всегда приводит к повышению точности онределения, главным образом, из-за возникающих отклонений от основного закона светопоглощения вследствие немонохроматичности пог,лощаемого света. Поэтому при выборе оптимальных условий дифференциальных измерений следует, прежде всего, найти ту предельную концентрацию раствора сравнения, при которой обеспечивается прохождение через поглощаемый раствор достаточного количества света и используемый прибор устанавливается на нуль . При работе на регистрирующих спектрофотометрах нри дифференциальных измерениях перо должно перемещаться с обычной для прибора скоростью и величина максимума поглощения или оптической плотности не до,]1жна зависеть от усиления. В противном случае необходимо уменьшить либо толщину поглощающего слоя, либо концентрацию раствора сравнения. [c.106]

    Хранение антоциановых концентратов. Для обоснования выбора оптимального значения pH потребовались специальные исследования. Опытное хранение концентратов вели в течение 8 месяцев при pH от 0,1 до 12. Наилучшие результаты для пеларгонидин- и цианидингликозидов получены при pH 1. На рис. 3 приведено изменение оптической плотности растворов антоцианов в процессе хранения при оптимальном pH, равном едрши-це, и близких к нему значениях. При отклонении pH от оптимального значен1ш потери антоцианов при хранении растворов увеличиваются. Особенно это заметно при pH более 5. При pH [c.232]

    Рассмотренные выше зависимости позволяют сделать важные выводы для выбора реактивов в фотометрическом анализе. Из сравнения всех данных видно, что одним из важнейших критериев оценки окрашенного органического реактива является возможно большее расстояние между максимумами полос поглощения реактива Янк и его комплекса с металлом Ямек. Если это расстояние (АА,) больше, чем сумма половины численных значений полуширины обеих полос, тогда (см. рис. 19 и табл. 2) оптическая плотность в оптимальных условиях при >, = Хмек будет прямо пропорциональна концентрации комплекса. Калибровочный график будет выражаться прямой линией. Измерения можно вести при длине волны, отвечающей максимуму, т. е. при условии, когда достигается наибольшая чувствительность. [c.61]

    В. Ф. Барковский и Т. А. Ганопольская (см. [63], а также стр. 81—83) разработали метод двусторонней дифференциальной спектр офотометрии, при помощи которого можно с высокой степенью точности измерять концентрации как в случае так и Сх<С < Со (где Сх — концентрация исследуемого раствора, а Сд — концентрация раствора сравнения). Для определения точности при Сх < Сд пользуются также уравнением (13), но только в этом случае Дотн — До — — обр-На рис. 30 представлены кривые точности двустороннего дифференциального метода для всего ряда значений (при АТ = 1%, т. е. АТ = 0,01). Номограмма показывает, в каком интервале оптических плотностей (и соответствующем интервале концентраций) можно проводить анализ при сохранении заданного значения точности измерений (заданной относительной ошибки ф), а также позволяет проводить выбор оптимальных условий анализа по методу двусторонней дифференциальной спектрофотометрии. [c.64]

---

Т.е. надо проводить измерения оптической плотности в интервале от 0,1 до 1,0,

где погрешность измерения минимальная. Чтобы попасть в этот интервал надо варьировать концентрацию и толщину поглощающего слоя (толщину кюветы).

А –величина безразмерная.

Т – пропускание – это отношение интенсивности прошедшего через раствор света к интенсивности падающего света. Тогда А=-lgТ

Пропускание измеряется в процентах.

СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ. СВЕТОФИЛЬТРЫ.

Окрашенный раствор поглощает не все лучи спектра в одинаковой степени. Часть лучей видимого света поглощается раствором сильно, а другая часть не поглощается. Иначе говоря, окрашенные соединения избирательно поглощают видимые лучи и в видимом спектре этих соединений наблюдаются полосы поглощения – спектры поглощения.

СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ ─ ЗАВИСИМОСТЬ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ ОТ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ПАДАЮЩЕГО СВЕТА.

Для подбора длины волны падающего света используются светофильтры. Светофильтры подбирают опытным путём. Измеряют оптическую плотность окрашенного раствора с наибольшей концентрацией при всех светофильтрах и стоят зависимость оптической плотности от длины волны.

Тот светофильтр, который даёт наибольшую плотность раствора считается наиболее подходящим для дальнейшей работы. При максимальной длине волны малярный коэффициент поглощения тоже максимальный, а он характеризует чувствительность, т.е. надо работать при максимальной длине волны.

Источник

Дифференциальная (разностная) фотометрия

На воспроизводимость результатов фотометрических измерений влияют:

· погрешности приготовления раствора;

· мутность, флуоресценция раствора;

· кюветные погрешности (использование кювет разной толщины, невоспроизводимость положения кювет в кюветодержателе),

· сигнал фона;

· погрешности установки аналитической длины волны;

· погрешность спектрофотометрического измерения, включающая погрешности настройки прибора на 0 и 100% пропускания, нестабильность работы электронной схемы, погрешность отсчёта показаний прибора.

Не любые значения A и T можно измерить с одинаковой воспроизводимостью. Если принять, что DТ (но не DА) является постоянной величиной во всём интервале значений Т, то зависимость DC/C от A при этом будет иметь вид, показанный на рис. 20.13. Математически можно показать, что минимум зависимости DC/C от A находится при А = 0,434 (T = 0,368).

Рис. 20.13. Зависимость относительной погрешности фотометрических определений от А (DT = 0,5%)

Оптимальный интервал измерения А и Т выбирают с таким расчётом, чтобы на всём его протяжении относительная погрешность измерения оптической плотности не превышала удвоенной минимальной относительной погрешности. Для условий, описанных выше, оптимальный интервал оптической плотности равен примерно 0,1-1,0. На самом деле погрешность отсчёта, например, у приборов с цифровой индикацией обычно не является основным фактором, вносящим вклад в общую воспроизводимость измерения A и Т. Значение A_опт зависит от условий измерения и для большинства используемых спектрофотометров составляет 0,5-0,8, а рабочий интервал измерения распространяется от 0,2 до 1,7. При работе на фотоэлектроколориметре диапазон рабочих значений оптической плотности сужается до 0,1-0,7.

При измерении слишком малых или слишком больших значений оптической плотности или пропускания погрешность измерения значительно увеличивается. В спектрофотометрическом методе анализа существует целый ряд приёмов, которые были разработаны специально для того, чтобы расширить диапазон определяемых концентраций и уменьшить погрешности измерения слишком малых или слишком больших величин Т и А. Эти приёмы спектрофотометрического анализа получили название дифференциальной («разностной») спектрофотометрии. Известно 3 разновидности дифференциальной фотометрии:

Зависимость между концентрацией вещества в анализируемом растворе и наблюдаемой оптической плотностью в методе отношения пропусканий описывается формулой

В методе анализа следов и методе предельной точности наблюдаемая величина оптической плотности нелинейно зависит от концентрации определяемого вещества, поэтому определение концентрации проводится только методом градуировочного графика.

Источник

Оптимальные условия фотометрического определения

Оптимальные условия фотометрического определения

• Оптимальные условия для фотометрических измерений Длина волны. Когда в растворе измеряется одно поглощающее свет вещество, длина волны анализа обычно выбирается по максимальной полосе поглощения. Если в спектре несколько полос, выбор обычно останавливается на самом сильном значении, поскольку работа в области максимального поглощения света дает лучшую чувствительность обнаружения.

• Поскольку ошибка в настройке длины волны оказывает меньшее влияние, чем в случае крутого максимального значения или круто нисходящей части кривой, плоское максимальное значение является более предпочтительным. Также желательно, чтобы чувствительность приемника излучения в области длины волны анализа была максимальной.

Однако это трудно реализовать на практике, поскольку традиционные конструкции фотометрических устройств обеспечивают менее двух фотоэлементов. Людмила Фирмаль

Выбор аналитической длины волны намного сложнее, когда в растворе присутствует несколько светопоглощающих веществ. Это учитывается при выборе условий анализа для смеси окрашенных веществ. Коэффициент пропускания света (оптическая плотность). Фотометрические устройства обычно имеют постоянную ошибку AT при передаче T во всем диапазоне значений.

Ошибка в единицах оптической плотности ДА, связанная с этим, не одинакова. Поэтому для решения некоторых проблем удобнее работать с коэффициентом пропускания, а не оптической плотностью. Рис. 3.10. «При той же абсолютной погрешности Д71а ° солевая погрешность определенной концентрации Ac значительно возрастает с увеличением концентрации раствора Ac, но Dtr = AT ).

Относительная ошибка Ds / s уменьшается с увеличением концентрации и увеличивается с увеличением абсолютной ошибки As. Ответ на вопрос при значении T, где относительная погрешность Ac / s минимизирована, дает небольшой математический анализ. Из уравнения (3.1) C = (3.11) По дифференциации (3.11), dc = dr 2,374 / ‘ Комбинация уравнений (3.11) и (3.12) имеет вид dc dTei AT eI-2J3T [gT G In G Я! Я — —14— я я ГАТТ AT Рисунок 3.11

Относительная ошибка и передача решения -1

Я i. 1 Ac. Или перейти к конечному приращению, A _ A T s T) pT ‘ Учитывая другое значение T для фиксированного значения DT, можно рассчитать относительную ошибку Ac / s для всего диапазона значений T от 0 до 1 в соответствии с уравнением (3.13). Результат этого расчета показан на рисунке.

Из 3.11 мы можем видеть, что относительная ошибка быстро увеличивается при очень малых и очень больших значениях T. В области среднего значения T кривая проходит через минимальное значение. Чтобы найти минимум, продифференцируйте уравнение (3.13) по T с ДТ = const и сделайте производную равной нулю. (T) _- (‘pG + 4) ар dT

(T In Tf (3.13) ■ (В G -f- 1) AG (PPG) 2 Я 1 красный Рисунок 3 10.

Зависимость T от s Поскольку ATΦ0, ясно, что 1n7 «+ 1 = 0. Следовательно, 1nT = 2,3lgG = -1 и -lgF = A = 0,435. Это значение оптической плотности обеспечивает самую высокую точность измерений. Однако при расчете не учитывались ошибки по другим причинам, например, ошибки, когда устройство было установлено на ноль и полная передача.

• Более строгие теоретические соображения и опыт показали, что оптимальная оптическая плотность выше 0,435 и составляет от 0,6 до 0,7 или немного выше. Расчеты и опыт показали, что фотометрические исследования растворов с 0,03 ^ A> 2,0 характеризуются большими ошибками. Эффективным методом анализа растворов темного цвета является использование дифференциальной фотометрии.

Толщина светопоглощающего слоя. Уравнение закона Бугера-Ламберта-Бера показывает, что чем больше толщина слоя, тем больше оптическая плотность и тем чувствительнее решение. Однако с увеличением толщины слоя (длины пути) потери из-за рассеяния света увеличиваются, особенно при использовании растворов.

Канавки с толщиной слоя более 5 см обычно не используются для фотометрии раствора. Людмила Фирмаль

Фотометрические условия концентрации реакции. Поскольку уравнение основного закона для поглощения света включает в себя концентрацию окрашенных (поглощающих свет) соединений, преобразование определенных компонентов в такие соединения является наиболее важной операцией, которая в значительной степени определяет точность анализа.

Один из Окрашенные соединения в растворе в основном получают в результате реакций окисления-восстановления и комплексообразования. В принципе, реакция окисления-восстановления, используемая в фотометрии, например, окисление марганца до MnOG, протекает почти до конца. Более сложным является условие концентрации, которое вызывает реакции комплексообразования в растворе.

Комплексные эффекты здесь проявляются такими процессами, как ступенчатое комплексообразование, равновесия протолиза, недостаточная стабильность образованного комплекса и соответствующая окраска реагента. Разобщение реагентов и т. Д.). Вы можете использовать эти данные, чтобы вычислить, например, значение pH и концентрацию реагента, при которой достигается необходимая полнота реакции, и то, как сопутствующие факторы влияют на нее.

Например, при измерении висмута как йодида цветные соединения образуются «сильными» анионами В сложных случаях реакцию обычно проводят в достаточно кислой среде с постоянной концентрацией реагентов, препятствующих процессу гидролиза. Концентрация анионов в такой системе не зависит от кислотности среды.

При использовании слабых кислот в качестве реагентов, например при измерении содержания железа в виде сульфосалицилатного комплекса, рН раствора должен соответствовать слабокислой области, где диссоциация кислоты достаточна, а концентрация реагента постоянна. Особое внимание следует уделить рН-инвариантности всех исследованных растворов.

Чтобы выяснить оптимальные условия для фотометрических измерений, каждая система требует специальных физико-химических исследований, таких как установление состава полученных соединений и определение констант равновесия. Чувствительность и точность метода.

Минимальная концентрация, которую можно определить с помощью фотометрии, обычно рассчитывается как отношение. ^ мин ^^ ^ мтн / (кв-у Для приблизительного расчета, предполагая, что Lm = 0,01e / = 1 см u = 103, Ю «5 моль / л. Поскольку е может быть на несколько порядков выше, это не минимальная фотометрическая концентрация, а значение £ = 103 является характеристикой многих цветовых соединений и поэтому в некоторой степени характеризует этот метод.

Значение е может быть указано в качестве индикатора чувствительности фотометрического отклика, но также известны и другие характеристики чувствительности. Точность фотометрии широко варьируется во времени, в зависимости от индивидуальных характеристик фотометрического отклика, характеристик используемого оборудования и других факторов. Обычная ошибка в фотометрии составляет около 1-2% (относительная).

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Измеряемая оптическая плотность

Cтраница 1

Измеряемые оптические плотности должны лежать в интервале 0 2 — 0 8, так как в этой области относительная ошибка измерения наименьшая.
 [1]

Измеряемые оптические плотности относительных почернений должны находиться в области нормальных почернений.
 [3]

Все измеряемые оптические плотности могут укладываться в оптимальный диапазон измерений, а получаемые оценки дисперсий обладают минимальными свойствами.
 [4]

При увеличении измеряемой оптической плотности ошибки из-за рассеянного света резко возрастают.
 [5]

Для перехода от измеряемых оптических плотностей к концентрации элемента в растворе при атомно-абсорб-ционных измерениях в пламени или к абсолютным количествам элементов, вводимых в графитовую кювету, применяются градуировочные графики, которые строят по образцам известного состава, чаще всего приготовленным синтетическим путем.
 [6]

Кюветы подбирают так, чтобы измеряемые оптические плотности укладывались в интервал значений от 0 1 до 1 0 ( о точности измерений величин D см. стр. Если растворы подчиняются закону Бугера — Ламберта, то выбор кюветы облегчается; например, если кювета с диаметром в 2 см непригодна для измерений интенсивности окраски начальных и конечных растворов эталонного ряда, то можно, измерив оптические плотности с кюветой большего или меньшего диаметра, пересчитать на оптические плотности, соответствующие кювете в 2 см, используя прямую пропорциональность между D и /, и нанести их на один и тот же градуиро — вочный график.
 [8]

Кюветы подбирают так, чтобы измеряемые оптические плотности укладывались в интервал от 0 1 до 1 0 ( о точности измерений величин А см. стр. Если растворы подчиняются закону Бугера — Ламберта, то выбор кюветы облегчается.
 [9]

При определении очень малых концентраций измеряемая оптическая плотность может быть ниже 0 1, но при этом для обработки экспериментальных результатов необходимо применять методы математической статистики.
 [10]

Кюветы подбирают так, чтобы измеряемые оптические плотности укладывались в интервал от 0 1 до 1 0 ( о точности измерений величин А см. стр. Если растворы подчиняются закону Бугера — Ламберта, то выбор кюветы облегчается.
 [11]

При определении очень малых концентраций измеряемая оптическая плотность может быть ниже 0 1, но при этом для обработки экспериментальных результатов необходимо применять методы математической статистики.
 [12]

В начале титрования средний отсчет измеряемой оптической плотности титруемого раствора полимера соответствует нулевой точке. Затем обычно после нескольких дозированных добавлений осадителя оптическая плотность раствора ( D) начинает увеличиваться. Очень важно возможно точнее установить объем добавленного осадителя ( l / s), при котором показания правого барабана ( красная шкала) начинают изменяться.
 [14]

Выбор кюветы — определяется оптимальным диапазоном измеряемых оптических плотностей ( см. разд.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4