Основной закон поглощения

При прохождении светового потока через частично поглощающую среду интенсивность прошедшего потока согласно закону Бугера-Ламберта-Бера равна.

.

где — интенсивность падающего потока; - молярный коэффициент поглощения при данной длине волны; - толщина поглощающего слоя; С — концентрация поглощающего вещества, моль/л. В логарифмической форме:

Величину, характеризующую поглощательную способность вещества в растворе, называют оптической плотностью. В аналитической практике эту величину называют также поглощением или светопоглощением и обозначают буквой А. Для раствора поглощающего вещества при постоянных концентрации и толщине поглощающего слоя величина А зависит от длины волны.

Серию аналитических определений выполняют при постоянной толщине поглощающего слоя.

Зависимость А от концентрации определяемого вещества при постоянной толщине поглощающего слоя изображается в виде градуировочного графика, его строят при выполнении практических работ при строгом соблюдении конкретных условий проведения анализа.

Молярный коэффициент поглощения, определяющий предел обнаружения вещества, характерный для данного метода, равен тангенсу угла наклона градуировочной прямой к оси абсцисс, если концентрация выражена в моль/л. Если концентрация дана в массовых единицах, тогда угловой коэффициент соответствует коэффициенту поглощения k. Чем больше наклон градуировочного графика к оси концентраций, тем более чувствительным является данный фотометрический метод.

Закон Бугера-Ламберта-Бера строго справедлив лишь по отношению к разбавленным растворам и при соблюдении определенных условий. Применительно к аналитическим целям условия таковы: постоянство состава поглощающих частиц в растворе, что определяется выбранной аналитической реакцией и условиями ее проведения: монохроматичность проходящего через пробу лучистого потока, его ограниченная интенсивность и параллельность, что обеспечивается в основном конструкционными параметрами фотометрического прибора, в частности способом монохроматизации излучения; постоянство температуры.

Если поглощение раствора аналитической формы не подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера, то это приводит к появлению систематических погрешностей при определении концентрации вещества в растворе с использованием прямолинейного градуировочного графика. Следует отметить, что при устойчиво воспроизводимой нелинейности градуировочного графика возможно получение достаточно точных результатов анализа. И все же подчинение поглощения раствора аналитической формы закону Бугера-Ламберта-Бера в общем случае остается основным принципиальным условием осуществимости фотометрического анализа.

Причинами несоблюдения закона Бугера-Ламберта-Бера могут быть химические и инструментальные факторы. Химические причины — это участие поглощающего вещества в реакциях, конкурирующих с аналитической. Следовательно, исключительно важное значение имеет обеспечение протекания основной аналитической реакции и подавление побочных процессов, что допустимо только при знании химизма осуществляемой аналитической реакции и соответственно возможности управления им. Оптимальные условия реакции при определении ионов металлов с использованием некоторых комплексообразующих реагентов можно найти расчетным путем.