Способ измерения уровня рассеянного света в спектрофотометрах
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАССЕЯНОГО СВЕТА В СПЕКТРОФО,ТОМЕТРАХ, заключающийся в том, что измеряют светопоглснцение двух образцов с известным отношением их светопоглощений и разными концентрациями светопоглощающих частиц, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, дополнительно измеряют концентрации образцов и разности светопоглощений между каждым из дЬух образцов и образцом сравнения и из соотношения измеренных разностей и соответствующих концентраций находят уровень рассеяного света „ по формуле ) pi ) i где Вpi коэффициент поглощения рассеяного света в спектро-г фотометре, который определяют из уравнения .(Л} I {О -fjift но 0 г л,;-,Ссх,-с,) -EpiiCr s)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 J 3/42
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ЬИ .» ., »» 1» k;»,»
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ гдеА1.,Я,.—
С1»С2 измеряемые разности свето.поглощений; концентрации светопоглощающих частиц в измеряемых образцах; коэффициент поглощения монохроматического излучения в образце длина поглощающего слоя в образцах, длины волн концентрация в образце сравнения.
CS. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537288/24-.25 (22) 11.01.83 (46) 30.08.85. Бюл. У 32 (72) И.Г.Перьков и А.В.Дрозд (71) Харьковский ордена Трудового
Красного Знамени и ордена Дружбы на» родов государственный университет им. А.M. Горького (53) 535. 853 (088. 8) (56) Берштейн И.Я. и др. Спектрофотометрический анализ в органической химии. Л., 1975, с. 10-11.
Авторское свидетельство СССР
N- 345361, кл. G 01 J 3/30, 1969. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ
РАССЕЯНОГО СВЕТА В СПЕКТРОФОТОМЕТРАХ, заключающийся в том, что измеряют светопоглощение двух образцов с известным отношением их светопоглощений и разными концентрациями светопоглощающих частиц, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют концентрации образцов и разности светопоглощений между каждым из двух образцов и образцом сравнения и из соотношения измеренных разностей и соответствующих концентраций находят уровень рассеяного света р по формуле
„„Я0„„11 76181
»„.-E (C С,)d
A.- .(C-С )d .(1 1-з где Е ; — коэффициент поглощения рассеяного света.в спектро-. фотометре, который определяют из уравнения
А . А -E,(ñ-с )d -е .(О-с 1 л
10 ((Π— 17 ео -»»»
А,- Е (С -Сз) g -Е 1(С„-Cs) Я ;Е1(С -С )4
»( Я. .(c с jd -0 1 1176181 Изобретение относится к физикохимическим измерениям и может найти применение в -спектрофотометрическом анализ е. При проведении спектрофотометри- S ческого анализа неизбежны систематические погрешности за счет рассеяного света, что снижает его точность. Цель изобретения — повышение точности измерения уровня рассеянЬго света н расширение спектрального диапазона измерений рассеяного света. Как показали исследования, способ позволяет оценивать величину ослабления интенсивности рассеяного света при прохождении светового потока через образец (раствор). За величину, характеризующую ослабление интенсивности рассеяного света, при- о нята величина оптической плотности АР1. определяемая по уравнению А„.=Е ",-Е С.(, (1> Jp где Эр; и 3 . — интенсивность рассер ( рi яного света до и после прохождения образца с концентрацией С. ЗО В условиях дифференциальной спектрофотометрии серии растворов с концентрациями C> —— 1 C<(j =1,2...,,n) измеряемая величина опти. еской плотности Я (n-g)-ro образца против 1\ 35 (n"0)-ro (1с(IE) выражается уравне нием ,+ . (6=1,2,... р-1, К=1,2,... в-2), . где Д и 3 — интенсивности моноМ1 М1 хроматического излучения с il. прошедшего через образцы с кон- 45 ЦентРациЯми Сп-g иСн-1) и 2p(— -интенсивности pacceIt P" яного излучения, присутствующего на прошедшего через об- 50 разцы с концентрациС„< Согласно закону Бугера-Вера, „-(-å)ß,. „, (. %)A. 4 ()APi .)1 0 (П ) Р(.<3 .10 t 3 .<3 .10 Р . 3 Р1, Р(р1 р1 Ф где -1 ),,1 — интенсивность монохроматического света с длиной волны /); на выходной щели монохроматора, А)= )С) — истинная оптическая плотность образца с концентрацией С, íà длине волны 3;, Преобразовав уравнение (2), подставляя уравнения (3) в полученное выражение и разделив числитель и знаменатель правой части на Д4„;, получаем формулу расчета уровня рассеяного света т л A 1 А„-(1-k)AI р) 4 A -(И)А„ М 1-(О I (n-Й)(А;Я.) -" 10 (п-1)()„4,.) „"„-("))(„ А .-(Е- > Я,. р 21 ) „.10 -1 А .-8A (5) 21 Р1 1-(0 что позволяет определить значения оптической плотности образца с концентрацией С, характеризующей величину поглощения рассеяного света. После сокращения одинаковых членов в обеих частях уравнения (S) формула принимает вид "1 (о ")А; A„. Л,„-,. Р М "(11 " -1)Ц, .-)O (Е " -A)a 21 1 1(+10 -10 " =0 t (6) -АР; где ol; =10 — пропускание рассеяного света образцом с концентрацией C íà i --й длине волны. Для 1=1, 1=2 получает квадратное уравнение fO (1A " -1)„ -10 (Ю -<)a+ +Я -(0 =0 . Дополнительное измерение оптической плотности A „ образца с концентрацией С) против образца с Концентрацией С„„4 дает возйожность приравнять результат его уровня оптической плотности с помощью (4) с аналогичным результатом для измерениЯ С„1,(пРотив Cng) . 117б181 - а. 1 С; С учетом уравнения (8) уравнение (4) имеет вид где С вЂ” концентрация поглощающего свет вещества в фотометрируемом образце. 50 Уровень рассеяного света, рассчитанный ио уравнению (9), выражается через отношение интенсивности рассеяного излучения к суммарной 30 55 Р1 О О М1 {10) 1Ф 1 тр, При других значениях 1 и получаются алгебраические уравнения высших степеней (для 1 =3 и 1=1,2 — кубическое, для 0 =-4 и 1 =1,2 3 — уравнение четвертой степени), поэтому для упрощения расчетов удобно использовать первый вариант — уравнение(7). Если уровень рассеяного света настолько мал, что не вносит погрешность при прямой спектрофотометрии, 10 в качестве истинных значений можно взять оптические плотности, полученные при измерении первого образца серии против растворителя. В противном случае эти значения должны 15 быть измерены на другом приборе, рассеяный свет у которого мал. Из уравнения (6) и (7) видно, что в общем случае для определения коэффициента поглощения рассеяного 20 света необходимо произвести измерение оптической плотности двух образцов, у которых разность концентраций между каждым из них и раствором сравнения отличаются в кратное число 25 раз. Если известна истинная плотность измеряемых образцов на выбранной длине волны (Я; ), то этого достаточно, чтобы определить пропускание рассеяного света образцом с кон- 50 центрацией, являющейся, например, наименьшим кратным значением для двух вышеуказанных разностей концентраций (ct ) и, используя значение этой концентрации, можно найти коэффициент поглощения рассеяного света При измерении уровня рассеяного света целесообразно брать образцы сравнения с высокой оптической плотностью А 7 2, чтобы интенсивность рассеяного и регулярного излучения, прошедшего через раствор, были одного порядка. При низких значениях оптической плотности систематическая погрешность за счет рассеяного света приближается к случайным погрешностям измерения оптической плотности. Из уравнения (10) определяют истинное значение оптической плотности в условиях анализа при известном значении уровня. рассеяного света. Величину оптической плотности анализируемого раствора, характеризующую поглощение рассеяного излучения, подчиняющуюся условию Kpi л Ар1= . А; находят последовательны- 1 ми приближениями по уравнению (11). В качестве первого приближения берут Кр, А - = — A.т. е. используют измеряемое 1! значенйе оптической плотности. В общем случае достаточно 2-3 приближений. Способ осуществляют следующим образом. Измеряют спектр поглощения вещества в испытуемом диапазоне волн при помощи аттестуемого спектрофотометра (однолучевого или двухлучевого) и рассчитывают коэффициент поглощения монохроматического излучения. Готовят образец сравнения с концентрацией С5, обеспечивающей опты« ческую плотность в испытуемом диапазоне длин волн Д ) 2,0 и два образца с концентрациями, превышающими концентрацию образца сравнения в кратное число раз. Длд дальнейших расчетов разность концентрации между вторым образцом и образцом сравнения создают в два раза большую в сравнении с разностью концентраций между первым образцом и образцом сравнения. Затем измеряют оптические плотности второго и третьего образцов против первого и по уравнениям (7) и (8) рассчитывают коэффициент по,глощения рассеяного света, а по урав- 1176181 Составитель А.Ежков Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко Редактор В.Ковтун Заказ 5334/41 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нению (9) рассчитывают значение уровня рассеяного света. Использование предлагаемого способа измерения уровня рассеяного света в спектрофотометрах обеспечивает. по сравнению с прототипом расширение спектрального диапазона измерения за счет BosMQKHocTH измерения уровня рассеяного света как для .однолучевых,. так и для двухлучевых спектрофотометров и возможности измерения уровня в широ ком диапазоне длин волн, "о время как в прототипе измерение возможно при одной длине волны в максимуме полосы поглощения только в двухлучевых спектрофотометрах, а также повышение точности измерения в 1,52 раза при измерении в максимуме полосы поглощения в двухлучевых спек10 трофотометрах и в 4-7 раз при измерении в других участках полосы поглощения в однолучевых спектрофотометрах.
