Определение концентрации нескольких светопоглощающих компонентов

Оптическая плотность – экстенсивное свойство вещества. Поглощение света каким-либо компонентом не зависит от присутствия в растворе других компонентов, и оптическая плотность многокомпонентного вещества равна сумме оптических плотностей каждого из них. Это справедливо при условии подчинения светопоглощения каждого компонента закону Бугера–Ламберта–Бера и отсутствия химического взаимодействия между ними.

Для смеси m компонентов при одной и той же длине волны λ прибор зафиксирует значение общей оптической плотности А_сум :

A_сум = A₁ + A₂ + L + A_m (1)

или:

(2)

Определение нескольких светопоглощающих компонентов водном растворе без предварительного их разделенияметодом спектрофотометрии возможно, если компоненты поглощают свет каждый в узких неперекрывающихся диапазонах длин волн, и анализ смеси компонентов сводится к определению каждого компонента в отдельности.

Если же спектры компонентов перекрываются, то для анализа используют один из методов, основанных на законе аддитивности. Например, для смеси компонентов А и В можно записать:

; (3)

. (4)

Решение этой системы уравнений при l = 1 см дает:

; (5)

. (6)

Длины волн, при которых следует проводить измерения оптической плотности, выбирают по спектрам поглощения компонентов А и В. Для этого находят области максимального поглощения одного компонента при минимальном поглощении другого. Молярные коэффициенты светопоглощения определяют заранее, поэтому анализ сводится к измерению суммарной оптической плотности при двух длинах волн.

Если число компонентов в смеси больше, чем два, число слагаемых в уравнениях типа (1) увеличивается пропорционально числу компонентов и соответственно возрастает число уравнений. Необходимое требование – подчинение поглощения компонентов законам Бугера-Ламберта-Бера и аддитивности. Так, для n компонентов будет записана система из n уравнений, значения оптических плотностей должны быть измерены при n длинах волн. Такие системы уравнений решают с использованием вычислительной техники. Погрешность результата измерений с увеличением числа компонентов повышается.