Фотоколориметры Назначение фотоколориметра

Фотоколориметр – это название оптического прибора, предназначенного для измерений концентраций вещества в различных исследуемых растворах. Принцип действия этого прибора основан на том, что окрашенные растворы имеют способность к поглощению проходящего через них света тем выше, чем значительнее в этих средах концентрация окрашивающих веществ. Определенной особенностью устройства является то, что все измерения, производимые с его помощью, должны осуществляться в монохроматическом свете наиболее поглощаемого содержащимся в растворе конкретным исследуемым веществом участка спектра. Другие компоненты раствора должны поглощать этот свет относительно слабо. Для этого фотоколориметр может быть снабжен набором соответствующих светофильтров. Применяя различные светофильтры, каждый из которых имеет узкий спектральный диапазон пропускаемого света, можно определить концентрацию разных компонентов в одном и том же растворе по отдельности.

Разновидности фотоколориметров

Все семейство выпускаемых в настоящее время колориметров делится на объективные и визуальные. Объективный (или же фотоэлектрический) колориметр – это и есть фотоколориметр. В визуальных колориметрах измерения производятся несколько иным образом. На одну часть поля зрения подается свет, прошедший сквозь раствор, который подвергается изучению, на вторую – свет, который прошел через раствор с уже известной концентрацией того же вещества. С помощью изменения толщины слоя в одном из сравниваемых растворов или же интенсивности светового потока, исследователь приводит видимую картинку к состоянию, когда оба поля зрения неотличимы по цветовому тону на глаз. После этого благодаря заранее известным соотношениям между слоями растворов и/или интенсивности светового потока и определяется, собственно, концентрация исследуемого раствора.

Точность измерений, производимых с помощью фотоколориметров

Стоит отметить, что фотоэлектрический колориметр (фотоколориметр) позволяет обеспечивать существенно большую точность измерений, нежели визуальный. Происходит это благодаря тому, что в приборе для приема излучения применяются вакуумные и селеновые фотоэлементы, различные фотоэлектронные умножители, а также фотодиоды и фотосопротивления (фоторезисторы). Сила тока, вырабатывающегося в процессе работы в приемниках, напрямую зависит от интенсивности попадающего на них света, то есть степенью поглощения его раствором (она будет тем выше, чем значительнее концентрация). Фотоколориметр ведет непосредственный отсчет силы тока, но используются также и компенсационные колориметры. В них с помощью электрического или оптического (к примеру, фотометрического клина) компенсатора сводится к нулю (иначе говоря, компенсируется) разность между сигналами, один из которых соответствует измеряемому раствору, а второй – стандартному. Отсчет при таком методе ведется по шкале компенсатора.

Преимуществом таких приборов является минимизация влияния условий исследований (в частности, нестабильности свойств элементов устройства или температуры) на точность измерений. Отметим, что фотоколориметр не показывает напрямую значение концентрации вещества в исследуемой среде. Для вывода данных на индикатор приходится прибегать к градуировочным графикам, в которых используются измерения растворов с заранее определенными концентрациями. Исследования, производимые с помощью такого прибора, как фотоколориметр, достаточно просты и отличаются быстротой проведения и анализа. При этом точность практически не уступает точности при использовании более сложных методов.

Фотоколори́метр — оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действие колориметра основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация окрашивающего вещества. В отличие от спектрофотометра, измерения ведутся в луче не монохроматического, а полихроматического узко спектрального света, формируемого светофильтром^[1]. Применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора. В отличие от спектрофотометров, фотоколориметры просты, недороги и при этом обеспечивают точность, достаточную для многих применений.

Колориметры разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические) — фотоколориметры. В визуальных колориметрах свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна. Изменяя толщину l слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с может быть определена концентрация исследуемого раствора.

Фотоэлектрические колориметры (фотоколориметры) обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные; в качестве приёмников излучения в них используются фотоэлементы (селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители, фоторезисторы (фотосопротивления) и фотодиоды. Сила фототока приемников определяется интенсивностью падающего на них света и, следовательно, степенью его поглощения в растворе (тем большей, чем выше концентрация). Помимо фотоэлектрического колориметра (фотоколориметра) с непосредственным отсчетом силы тока, распространены компенсационные колориметры, в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому растворам, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, клином фотометрическим); отсчет в этом случае снимается со шкалы компенсатора. Компенсация позволяет свести к минимуму влияние условий измерений (температуры, нестабильности свойств элементов колориметра) на их точность. Показания колориметра не дают сразу значений концентрации исследуемого вещества в растворе — для перехода к ним используют градуировочные графики, полученные при измерении растворов с известными концентрациями.

Измерения с помощью колориметра отличаются простотой и быстротой проведения. Точность их во многих случаях не уступает точности других, более сложных методов химического анализа. Нижние границы определяемых концентраций в зависимости от метода составляют от 10⁻³ до 10⁻⁸ моль/л.

Микроскоп (грек. mіkros – ұсақ және skopeo – көремін) – жай көзге көрінбейтін нысандардың (немесе олардың құрылымдық бөліктерінің) бірнеше есе үлкейтілген кескінін алатын оптикалық прибор. Микроскоп бактериялар, органикалық клеткалар, майда кристалдар, қорытпалардың құрылымы, т.б. өлшемдері көздің көру мүмкіндігінен аз (ажыратқыш шамасы 0,1 мм-ге тең) нысандарды зерттеуге арналған.Микронысандардың пішінін, өлшемін, құрылымын, т.б. сипаттамаларын анықтауға, элементтерінің ара қашықтығы 0,2 мкм-ге дейінгі құрылымдарды ажыратып көруге мүмкіндік береді. Линзаның немесе екі линзадан тұратын жүйенің заттардың үлкейтілген кескінін беретін қасиеттері 16 ғасырдың өзінде белгілі болған. Микроскопты алғаш рет ғылыми - зерттеу жұмыстарына қолдану ісі жануарлар тіні мен өсімдікұлпаларының клеткалық құрылысын анықтаған (1665) ағылшын ғалымы Р.Гук және Микроскоптың жәрдемімен микроорганизмдерді ашқан (1673 – 77) голланд ғалымы А.Левенгук есімдерімен байланысты. 1872 – 73 жылы неміс ғалымы Э.Аббе жасаған Микроскопта өздігіненсәуле шығармайтын нысандар кескінінің түзілу теориясы әр түрлі микроскопты зерттеу әдістерінің дамуына зор ықпал етті.