18. Основные требования к химическим реакциям и условия их проведения.

Нефелометрический и турбидиметрический анализы могут быть применены для исследования процессов, в основе которых лежат химические реакции, сопровождающиеся осаждением продуктов. Основные требования к этим реакциям:

1. получаемые осадки должны быть практически нер-римыми, т.к. при турбидиметрических и нефелометрических исследованиях обычно применяют сильно разбавленные р-ры;

2. получаемые осадки должны находиться и виде взвеси (cуспензии) с воспроизводимыми размерами частиц и, следовательно воспроизводимыми оптическими свойствами;

3)получаемые взвеси должны быть стойкими во времени, т.е. должны оседать в течение достаточно длительного времени.

На оптические размеры частиц и оптические свойства суспензии оказывают влияние следующие факторы:

1)конц-ция ионов, образующих осадок;

2)соотношение между конц-циями смешиваемых р-ров;

3) порядок смешивания р-ров;

4)скорость смешивания;

5)время, необходимое для получения максимальной мутности;

6) стабильность дисперсии;

7) присутствие посторонних электролитов;

8) присутствие неэлектролитов;

9) температура;

10)наличие защитных коллоидов (крахмал, желатин, агар-агар).

Таким образом, необходимым и обязательным условием проведения турбидиметрических и нефелометрических анализов является изучение влияния всех этих факторов и жесткая стандартизация условий подготовки веществ к нефелометрическим и турбидиметрическим измерениям.

19. Приборы нефелометрического анализа.

Нефелом-ие определения проводятся в нефелометре НФM, действие к-ого основано на принципе уравнив при виз-ом наблюд двух световых потоков: 1-го - от рассеив-ей взвеси, другого - от матового или молочн стекл-го рассеивателя прибора. Уравнив потоков производится с пом измер-ых диафрагм.

Световой поток от электрич лампы 1 проходит сквозь светофильтр 2 и попадает на стекл-ую пластинку 3. Часть светового потока отражается от этой пластинки и попадает на стекл-ый рассеиватель. 6, а часть этого потока попадает в кювету 4,

Рис. 26. Схема нефелометра НФМ

Заполн-ую исслед-ым р-ром. Световой поток, выход-ий из кюветы, гасится в ловушке света 5. Часть света, отраженная ч-цами, находящимися в р-ре, проходит ч-з линзу 7, уравнительную диафрагму 8', линзу 9' и при помощи ромбической призмы 10' направляется ч-з светофильтр 11 в окуляр 12, освещая одну половину оптического ноля. Световой поток от рассеив 6 проходит такой же путь ч-з линзу 7, уравнит-ую диафр 8, линзу 9, ромбич-ую призму 10, светофильтр 11 и попадает в окуляр 12, освещая вторую половину оптич-ого поля.

При проведении нефелом-го измерения исследуемый р-р наливают в кювету 4, устанавливают барабаны уравнит-ых диафрагм 8 и 8', изменяя размеры их щелей. Проделав подобные измерения для ряда р-ров, содержащих определ-ые конц-ции исследуемого в-ва, строят калибровочный график зав-сти показаний уравнительной диафрагмы от конц-ции р-ров. Используя этот график, по показаниям уравнит-ой диафрагмы определяют конц-цию анализируемого р-ра .

Ошибка при проведении нефелометрических измерений достигает 10-15% и складывается из ошибки проведения самого измерена и ошибки при подготовке р-ра к анализу.

Нефеломечрический м-д анализа применяется довольно редко из-за трудности получения стабильных взвесей с пост-ым размером ч-ц.

Приборы турбидиметрического анализа.

Фототурбидиметрия во многом аналогична фотометрич-им м-дам, где измеряют инт-сть света, прошедшего через кювету с анализируемым р-ром.

Требования к р-циям, применяемым в фототурбидиметрии, такие же как и в фотонефел-ии. Если для колич-ого определения известен фототурбидим-кий м-д, то такое определение можно осуществить и фотонефелометрическим м-дом, и наоборот. Различие в том, что с повышением конц-ции определяемого компонента инт-сть рассеяния света увел-ся и вых сигнал нефелометра , а инт-сть света, прошедшего через кювету с р-ром, и вых сигнал турбидиметра снижается, но возрастает часто определяемая при этом хар-ка - оптич плотность.

Довольно часто используется м-д турбидиметрического титрования. Турбидиметр используется здесь в качестве индикаторного прибора, с пом к-ого устанавливают точку эквивалентности. По мере титрования, сопровождающегося обр-ем в р-ре осадка в виде устойчивой взвеси, светопоглощение увеличивается, а окончания процесса осаждения за точкой эквивалентности становится постоянным. Кривые турбидиметрического титрования имеют вид:

Для турбидим-их определений р-ров, содержащих уст-ые рассеив-щие взвеси, эмульсии, и коллоидных р-ров испол-ют спец-ые приб – турбид-тры, а также применяемый для фотоколорим-их измерений фотоколориметр концентр-ый КФК-2МП.

Рис. Оптическая схема колориметра КФК-2 МП

Нить лампы 1 конденсором 2 изображ в пл-сти диафрагмы 3 ( диаметр d= 2 мм). Это изображение объективом 4,5 переносится в пл-сть, отстоящую от объек­тива на расстоянии  300 им, с увеличением 10^х. Кювета 10 с исследуемым р-ром вводятся в световой пучок между защитными стеклами 9,11. Для выделения узких участков спектра из сплошного спектра излучения лампы в колориметре предусмотрены цветные светофильтры 8.

Теплозащ светофильтры 6 введены в световой пучок при работе в видимой обл спектра400 - 590 им. Для ослабления светового потока при работе в спектральном диапазоне 400 – 540 нм введены нейтр светофильтры 7. Пластина 14 делит 1 световой поток на два:10% светового потока направляется на фотодиод ФД-24К (12) и 90% - на фотоэлемент Ф-26 (15), Для уравнивания фотото­ков, снимаемых с фотоприемника ФД-24К при работе с различными цветными свето­фильтрами, перед ним установлен светофильтр 13 из цветного стекла СЗС-16. Принцип действия фотоэлектроколориметра КФК-2МП основан на измерении све­тового потока I₀, прошедшего через р-ль или контр р-р, по отноше­нию к к-ому производится измерение и потока I, прошедшего через исслед-ую сре­ду. Эти световые потоки преобр-ся фотоприемниками в электрич сигналы U₀ и U, которые обрабатываются микропроцессором колориметра и предст-ся на свето­вом табло в виде , Д, конц-ции, ак­тивности. С пом микропроцессора расс-ся коэф-т пропуск  иссле­д-ого р-ра по ф-ле:

 = (U-U_t)/(U₀-U_t)x 100%,

где U_t - величина сигнала при перекрытом световом потоке.

Д иссл-ого р-ра рассчит-ся по ф-ле: D= - lg(U-U_T)/(U₀-U_T)

Измер конц-ции исслед-ого р-ра на колориметре возможно при со­блюдении осн з-на светопоглощ, т.е. при линейной зав-сти Д исследуемого р-ра от конц-ии С. Конц-ция иссл-ого р-ра рассч-ся по ф-лам: D = с +bС; С = (D - с) 1b, где с, b – коэф-ты, определяемые по градуировочному графику. Градуировочный график строится по набору р-ров с изв-ой конц-цией.