Метод добавок

Цей метод є різновидністю методу порівняння. Визначення концентрації розчину методом добавок ґрунтується на порівнянні оптичної густини досліджуваного розчину і цього ж розчину з добавкою відомої кількості визначуваної речовини. Метод добавок переважно використовують для спрощення роботи, для усунення шкідливого впливу сторонніх домішок. Цей метод дозволяє створити однакові умови для фотометрування досліджуваного і стандартного (з добавкою) забарвлених розчинів, тому його доречно використовувати для визначення малих кількостей різноманітних елементів у присутності великих кількостей сторонніх речовин. Добавки слід брати в таких кількостях, щоб зміна оптичної густини не була меншою 0.1. Із пропорційності між концентраціями розчинів і оптичними густинами при постійній товщині шару виходить:

А_х/А_х+д = С_х/(С_х + С_д)

звідки:

С_х = С_д×А_х/(А_х+д – А_х),

де А_х і А_х+д — оптичні густини досліджуваного розчину без добавки і з добавкою; С_х і С_д — концентрація досліджуваного розчину і концентрація добавки в забарвленому розчині.

Концентрація добавки в забарвленому розчині С_д зв’язана з концентрацією вихідного розчину добавки С_ст співвідношенням:

С_д = С_ст×V_д/V_х+д

де V_д — об’єм розчину добавки; V_х+д — об’єм забарвленого досліджуваного розчину з добавкою (місткість мірної колби).

Враховуючи розбавлення досліджуваного розчину і виражаючи концентрацію добавки в ньому С_д через С_ст, знаходять вміст (m_x, мг) визначуваної речовини в розчині:

m_x = V_х×А_х×С_ст×V_д×V_заг/[(А_х+д – А_х)×V₁×V_х+д]

де V_х — об’єм забарвленого досліджуваного розчину без добавки, мл; V_д — об’єм розчину добавки, мл; V_заг — загальний об’єм досліджуваного розчину, мл; V₁ — об’єм аліквотної частини досліджуваного розчину, взятої для приготування забарвленого розчину, мл; V_х+д — об’єм забарвленого досліджуваного розчину з добавкою, мл.

Якщо досліджуваний забарвлений розчин і розчин з добавкою готують в однакових мірних колбах, то їх об’єми однакові і поперелнє рівняння можна спростити:

m_x = А_х×С_ст×V_д×V_заг/[(А_х+д – А_х)×V₁] або m_x = m_д×А_х××V_заг/[(А_х+д – А_х)×V₁]

де m_д — вміст в розчині добавленої речовини, мг.

Визначення невідомої концентрації можна здійснити і графічним способом, тільки в цьому випадку потрібно фотометрувати по черзі три розчини — розчин без добавки і два розчини з різними по величині добавками, через ці три точки провести пряму, продовживши її до перетину з віссю абсцис. Відрізок на осі абсцис від початку координат до точки перетину з продовженням прямої графіка буде виражати невідому концентрацію досліджуваного розчину.

2.4. Метод визначення концентрації за середнім значенням молярного коефіцієнта поглинання

Цей метод є різновидністю методу порівняння. Готують досліджуваний і декілька стандартних забарвлених розчинів, вимірюють значення їх оптичної густини. За даними, одержаними для стандартних розчинів, розраховують середнє значення коефіцієнта світлопоглинання:

= А_ст/(С_ст×l_ст)

Знаючи значення оптичної густини досліджуваного забарвленого розчину (А_х) і середнього молярного коефіцієнта світлопоглинання ( ), знаходять невідому концентрацію (С_х, моль/л) досліджу­ваного забарвленого розчину і загальний вміст в розчині визначуваної речовини (m_х, мг):

С_х = А_х/( ×l_х) і m_х = С_х×V_x×V_заг×М/V₁

де V_x — об’єм забарвленого досліджуваного розчину, мл; V_заг — загальний об’єм досліджу­ваного розчину, мл; М — молярна маса визначуваної речовини (йона); V₁ — об’єм досліджу­ваного розчину (аліквотна частина), взятого для приготування забарвленого розчину, мл.

2.5. Диференційний фотометричний метод

Метод використовують для підвищення відтворюваності результатів аналізу при визначенні великих кількостей речовин (А_х >> 1), а також для усунення впливу сторонніх компонентів і виключення поглинання реактиву.

Суть методу полягає в тому, що оптичні густини досліджуваного і стандартного забарвлених розчинів вимірюються не по відношенню до чистого розчинника, а по відношенню до забарвленого розчину визначуваного елемента з концентрацією С_о, близькою до концентрації досліджуваного розчину С_х. Можливі два варіанти: 1) С_о < С_х і 2) С_о > С_х. У першому випадку оптичні густини досліджуваного і стандартного розчинів вимірюють відносно розчину порівняння С_о. Виміряні оптичні густини рівні різниці оптичних густин фотометрованих розчинів і розчину порівняння і є пропорційними різницями концентрацій:

А'_х = А_х – А_о = ×(С_х – С_о)×l

А'_ст = А_ст – А_о = ×(С_ст – С_о)×l

Звідки

А'_х/ А'_ст = (С_х – С_о)/(С_ст – С_о)

С_х = С_о + А'_х(С_ст – С_о)/ А'_ст

або

С_х = С_о + F×А'_х

Тут відношення (С_ст – С_о)/ А'_ст (зворотній кутовий коефіцієнт калібрувального графіка) називають фактором перерахунку F. Для певного інтервалу концентрацій досліджуваного розчину він є постійною величиною.

У випадку, коли С_о > С_х, користуються зворотнім порядком вимірювань: досліджуваний розчин (С_х) і розчин з концентрацією С_о використовують у ролі розчинів порівняння і відносно них вимірюють оптичну густину стандартного розчину. В цьому випадку А'_х = А_о – А_х і А'_ст = А_о – А_ст. Концентрацію С_х досліджуваного розчину обчислюють за формулою:

С_х = С_о – F×А_х

де F = (С_о – С_ст)/ А'_ст.

В обох випадках концентрацію С_х можна визначати за допомогою калібрувального графіка, але для цього треба мати серію стандартних розчинів з концентраціями більшими (перший варіант) або меншими (другий варіант), ніж концентрація С_о.