6.2.2. Цвет раствора

Окраска вещества связана с избирательным поглощением. Если вещество не поглощает свет, то оно бесцветно. Если поглощает электромагнитное излучение с длинами волн 380-760 нм (видимый свет), то вещество окрашено. Если вещество поглощает все лучи видимой области спектра, оно черное. Непоглощенный свет доходит до сетчатки глаза, поэтому мы воспринимаем вещества различно окрашенными.

Различно окрашенные растворы в различной степени поглощают падающий световой поток, что связано с различной длиной волны. Чем дальше длина волны падающего света от цвета раствора, тем лучше поглощаются эти лучи.

Согласно основному закону фотометрии (колориметрии), абсорбционность прямо пропорциональна концентрации.

Любое тело при прохождении через него полихроматического белого света (т.е. электромагнитного излучения, содержащего весь спектр длин волн видимой области от 380-760 нм) поглощает излучение определенных длин волн видимой области, пропуская все остальные. При этом пропущенное электромагнитное излучение (ЭМИ) воспринимается как цвет, дополнительный по отношению к поглощенному.

Таблица 8.

Интервал длин волн, нм	Цвет
	основной	дополнительный
380-450	Фиолетовый	Желто-зеленый
450-495	Синий	Желтый
495-570	Зеленый	Фиолетовый
570-590	Желтый	Синий
590-620	Оранжевый	Зеленый
620-760	Красный	Сине-зеленый

6.2.3. Фотометрические методы анализа

Фотометрические методы анализа объединяют фотоколориметрию и спектрофотометрию. Фотоколориметрия – это поглощение полихроматического света, спектрофотометрия - поглощение монохроматического света. В фотоколориметрии используют видимый свет, что дает возможность анализировать окрашенные растворы. В спектрофотометрии можно анализировать неокрашенные растворы при работе в ультрафиолетовой области спектра.

Фотоколориметрические методы относятся к объективным методам, так как интенсивность окраски растворов оценивают с помощью специальных устройств - фотоэлементов, в основе работы которых лежит явление фотоэффекта. Фотоэффектом называют явление отрыва электронов от атомов веществ под действием светового потока. Фотоэлементы - это устройства, с помощью которых световая энергия преобразуется в электрическую, регистрируемую гальванометром.

В фотоэлектроколориметрических методах анализа используют приборы двух типов: однолучевые фотоэлекроколориметры марок КФК-2, КФК-3 (колориметр фотоэлектрический концентрационный), ФЭТ-УНИИЗ (фотоэлектрический титрометр) и др.; двухлучевые фотоэлектроколориментры марок ФЭК-56М, ФЭК-54 и др.

Нефелометрический и турбидиметрический методы основаны на способности коллоидных растворов и мутных сред рассеивать свет.

В нефелометрии измеряют интенсивность рассеянного света в направлении, перпендикулярном к падающему свету.

В турбидиметрии измеряют интенсивность выходящего светового потока в том же направлении, что и падающий свет.

Если длина волны падающего света меньше линейных размеров частиц, то рассеяние света происходит за счет преломления и отражения света на границе «частица-растворитель». Это рассеяние называют рассеянием МИ (по фамилии ученого, разработавшего теорию этого явления в 1908г.).

Если длина волны больше линейных размеров частиц, то происходит дифракция световой волны, т.е. огибание частицы световой волной. Возникает эффект Дж. ТИНДАЛЯ - 1871г.

При анализе коллоидных систем необходимы постоянные условия: т.е. один и тот же источник света - I₀ = const, методика приготовления исследуемых растворов, температурный режим и т.д. Объединяя все постоянные величины в одну константу, можно записать уравнение вида I_р = К*с. Эту зависимость используют в нефелометрическом методе анализа.

При турбидиметрических измерениях рассеивающая способность может быть представлена уравнением вида А = К*с*I. Данное уравнение аналогично уравнению основного закона фотометрии, поэтому для практического определения концентрации мутных растворов турбидиметрическим методом используют одно- и двух-лучевых фотоэлектроколориметры.