Все субстанции поглощают и излучают электромагнитные волны в различных частотных диапазонах, с различной интенсивностью. Материалы, которые отражают видимые для человеческого глаза длины волн, имеют собственную окраску. Для их изучения используют фотометрический метод анализа (ФМА) – это один из старейших методов физико-химического исследования. Он позволяет определять концентрацию веществ в широком диапазоне: от микропримесей 10-5 - 10-4 до 20 - 30%.
Суть
Принцип (сущность) фотометрического метода анализа заключается в избирательном поглощении веществами электромагнитных волн – измерении интенсивности светового потока инфракрасного, видимого человеческим глазом или ультрафиолетового света, который прошёл сквозь исследуемую субстанцию / раствор. Для анализа исследуемую субстанцию переводят в окрашенное состояние и измеряют светопоглощение получившегося вещества. Концентрацию нужного компонента определяют, исходя из закона Бугера - Ламберта - Бера.
Фотометрический анализ воды – инструментальный способ анализа окрашенной жидкости. Основан на изучении интенсивности проходящей сквозь фильтр световой волны. Роль мембраны при этом выполняет проба воды в стеклянной посуде – кювете.
Классификация
Для проведения исследований применяют три фотометрических метода и, соответственно, три типа устройств.
Колориметрия – визуальное сравнение окраски изучаемого и эталонного или стандартного вещества (раствора). При работе с колориметром большую роль играет субъективность наблюдателя: особенность его органов зрения, восприятия оттенков. Это основной недостаток метода. Колориметрия актуальна в полевых условиях, где не нужна высокая точность. Её проводят с применением состоящих из окрашенных плёнок шкал.
Спектрометрия – метод с применением монохроматического излучения (одной частотой волны). При проведении задействуют электромагнитные волны в диапазоне 200 – 2000 нм, который делят на три поддиапазона:
- 400 – 760 нм – видимый для человека свет;
- 200 – 400 нм – ультрафиолетовая область спектра;
- 760 – 2000 нм – коротковолновая часть спектра инфракрасного излучения;
Фотоколориметрия – определение интенсивности полихроматического излучения в видимом и соседних с ним спектрах. Для исследований используют двухлучевые фотоколориметры с 10 – 15 узкополосными светофильтрами.
Колориметрия – визуальный способ исследования, где точность результата зависит от наблюдателя. Два последних – объективные, здесь параметры излучения оценивают полупроводниковые элементы, что исключает человеческий фактор.
Фотометрический анализ основан на зависимости между интенсивностью поглощения веществом светового потока и его концентрацией. Его суть – сравнение интенсивности эталонного и прошедшего через исследуемый материал электромагнитных излучений.