Оптическая схема прибора Фотоэлектроколориметра с ходом лучей.

<Brief Self-Introduction and Study Plan>;

 

Сущность метода Фотоэлектроколориметрии

Фотоэлектроколорныетрия - определение концентрации вещества в растворе по изменению силы тока в фотоэлементе при падении на него луча света, прошедшего через исследуемый раствор.

При прохождении светового потока через окрашенную прозрачную жидкость часть света поглощается. Степень поглощения света, или коэффициент экстинкции («тушения»), во многих случаях прямо пропорциональна интенсивности окраски раствора. Окраска раствора зависит от концентрации в нем растворенного вещества: чем выше концентрация, тем интенсивнее окраска и тем больше света поглощает раствор. На измерении светопоглощения основано определение концентрации прозрачных окрашенных растворов — фотоэлектроколориметрия. Степень светопоглощения определяют в приборе фотоэлектроколориметре (ФЭК) путем уравнивания интенсивности света, прошедшего через исследуемый окрашенный раствор, и света, прошедшего через контрольную жидкость — бесцветный растворитель исследуемого вещества. По степени светопоглощения определяют содержание вещества в растворе. Для получения точных объективных данных об интенсивности света в прибор вводят фотоэлемент, преобразующий световое излучение в электрический ток. При попадании света на некоторые светочувствительные вещества энергия световых квантов передается электронам того вещества, которые начинают двигаться в одном направлении. Если пластинки фотоэлемента соединить проводником, то в нем возникает поток электронов, т.е. электрический ток, силу которого можно измерить микроамперметром.

Сила тока пропорциональна световому потоку, падающему на фотоэлемент. Если на пути светового потока кладут кювету с раствором, который поглощает или рассеивает свет, то на фотоэлемент падает меньше лучей. Сила тока в цепи уменьшается, на что указывает отклонение стрелки амперметра. За изменением силы тока можно определить концентрацию исследуемого соединения.

На измерении светопоглощения основывается определение концентрации прозрачных окрашенных растворов, т.е. фотоэлектроколориметрия. Описанный прибор позволяет проводить и нефелометрическиеопределения, т.е. определять концентрацию вещества в эмульсиях по степени рассеяния ими света.

Частицы взвеси на пути узкого бокового пучка света отбивают световые волны - рассеивают свет. Чем мутнее взвесь, то есть чем больше его концентрация, тем больше света отражается и тем меньше оно проникает через взвесь и попадает на фотоэлемент, и тем меньше силы тока возникает в фотоэлементе. Между концентрацией этого вещества в взвеси и силой фототока существует обратно пропорциональная зависимость.

Оптическая схема прибора Фотоэлектроколориметра с ходом лучей.

Оптическая схема прибора ФЭК 56-М

От источника тока - лампы накаливания (1) световой поток направляется на призму (3), которая делит его на два пучка и направляет на плоские зеркала (4). Зеркала отражают свет двумя параллельными пучками: правый световой пучок является измерительным, левый - компенсаторным.

 

Параллельные пучки света проходят через светофильтры и попадают в кюветы с контрольным (7) и исследуемым (8) растворами. Здесь часть света поглощается или рассеивается. Пучки света, вышли через кюветы, проходят через раздвижные диафрагмы (9,10) и попадают на линзы (11,12), в фокусе которых помещены зеркала (13,14), которые отражают свет на матовое стекло (15,16), за которым размещены фотоэлементы (17,18).

Раздвижные диафрагмы при повороте связанных с ними отсчетных барабанов (19, 20) изменяют площадь отверстия и тем самым изменяют интенсивность светового потока, падающего на фотоэлементы (17,18).

В фотоэлементах возникает ток, сила которого пропорциональна световому потоку. Оба фотоэлемента соединены с микроамперметром таким образом, что при возникновении в них тока одинаковой силы стрелка микроамперметра стоит на нуле.