3.3. Оптические методы анализа

В основе оптических методов анализа природных вод лежит способность всех веществ поглощать лучистую энергию в виде квантов, соответствующих определенным длинам волн. Для количественной оценки концентрации веществ используются линии, или полосы, поглощения, располагающиеся в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной областях спектра (Харитонов и др., 2012).

Спектрофотометрия

Спектрофотометрические методы анализа основаны на законе Бугера – Ламберта – Бера, устанавливающем зависимость между оптической плотностью раствора (D) исследуемого вещества, его концентрацией и толщиной слоя раствора вещества (Предеина, Решетняк, 2012):

где I – интенсивность света, прошедшего через раствор;

I_о – интенсивность падающего на раствор света;

? – молярный коэффициент поглощения;

С – концентрация поглощающего вещества, моль/л;

l – толщина светопоглощающего раствора, см.

Графическое выражение закона Бугера – Ламберта – Бера дано на рисунке 3.

Рис. 3. Графическое выражение основного оптического закона (Предеина, Решетняк, 2012)

Выполнение измерения данным методом включает в себя две основные процедуры: переведение исследуемого вещества или компонента в комплексное соединение, поглощающее свет, и нахождение концентрации окрашенного соединения путем измерения оптической плотности (светопоглощения) раствора. В зависимости от технических условий концентрацию искомого вещества в растворе можно определять (Никаноров, 2008):

а) визуально – путем сравнения цвета и интенсивности окраски исследуемого раствора с цветом и интенсивностью окраски стандартного раствора; этот способ называется колориметрическим и в настоящее время применяется крайне редко;

б) с помощью прибора, который снабжен фотоприемниками (фотоэлектроколориметрами), превращающими световую энергию в электрическую, и светофильтрами, выделяющими определенную узкую область спектра; этот способ имеет существенные преимущества перед колориметрическим, поскольку является объективным и не зависит от особенностей зрения наблюдателя, проводящего визуальное сравнение;