1 курс / Химия / Rukovodstvo_po_analizu_vod_sushi

потока из источника проходят через конденсоры (Кi, К2) и тепло­

защитные стекла (Т\, Гг) и, отражаясь зеркалами поверхностного покрытия (3), 3 2), попадают на светофильтры (Сь С2) . Последние выделяют излучение определенной длины волны (вернее., опреде­ ленного интервала длин волн, соответствующего полосе пропуска­ ния светофильтра).

Далее сфокусированные собирательными линзами (Л з j и Лз%) световые потоки проходят через, кюветы (Квь /Св2) с растворите­ лем и растворенным веществом, частично поглощаются ими и

Л

3,

® h

ДФ'»ЙН§

* 0

ф,

Рис. 9. Оптическая схема фотоэлектроколори­ метра ФЭК-М.

-й

ослабленные попадают на селеновые фотоэлементы (Ф\, Фч) ■Фото­ элементы соединены друг с другом по компенсационной схеме. В качестве нуль-инструмента служит гальванометр, отклонение стрелки которого указывает на различные интенсивности свето­ вых потоков и, следовательно, на различное поглощение раствори­ телем и исследуемым раствором. Компенсация световых потоков производится с помощью оптических клиньев (Кл\, Кл2) и ще­ левой диафрагмы (Дф). Последняя механически соединена с ле­ вым и правым отсчетными барабанами, имеющими шкалы коэф­ фициентов пропускания (черная) и оптической плотности, или экстинкции (красная).

81

Достоинство*! прибора является стабильность селеновых эле­ ментов. Вместе- с тем спектральная характеристика последних позволяет использовать ФЭК-М для фотоспектральных измерений только в видимой области спектра..

Порядок работы. Перед тем как приступить к измерениям, не­ обходимо убедиться в исправности прибора. Сначала проверяют правильность установки осветителя. Для этого за 15—20 мин . до начала работы включают лампу. Проверку равномерности свето­ вого потока и заполнения окна измерительной диафрагмы и ней­ тральных клиньев производят следующим образом. Прикрывают светофильтры папиросной бумагой и регулировочными винтами осветителя (лампы) устанавливают его так, чтобы изображение нити лампы было четким (резким) и расположено в центре свето­ фильтра. Затем при закрытой шторке устанавливают механиче­

ковом расстоянии от входного отверстия (окна) устанавливают кюветы с растворителем.

Компенсируют световые потоки нейтральными клиньями. Для Этого переключатель гальванометра ставят сначала в положе­ ние 1, шторку открывают и производят компенсацию последова­ тельно грубым и тонким клиньями и затем эту же операцию по­ вторяют при максимальной чувствительности гальванометра (пе­ реключатель гальванометра в положении 2).

Шторку закрывают, переключатель гальванометра устанавли­ вают в положение 0, в правый канал помещают кювету с иссле­ дуемым раствором. При этом освещенность 'правого фотоэле­ мента уменьшается, и уравнивание интенсивности световых потоков достигается раскрытием щели диафрагмы (поворотом барабана при неизменном положении, нейтральных клиньев). Это уравнивание также производят сначала при положении переклю­ чателя гальванометра 1, а затем — 2.

Поставив поворотом кюветодержатель в правый канал кюветы с другими растворами, не изменяя положения нейтральных клиньев, можно измерять их оптическую плотность, если послед­ няя находится в пределах 0—0,52.

Более плотные растворы измеряют с левым отсчетным бараба­ ном следующим образом.

.В левый канал помещают кювету с растворителем, а в пра­ вый — кювету, с исследуемым раствором (шторка закрыта, гальва­ нометр закорочен). Левый барабан устанавливают на делении О (по красной шкале оптической плотности). При этом щель диа­ фрагмы полностью открыта. С помощью грубого и тонкого ней­ тральных клиньев компенсируют интенсивность световых потоков

82

в левом и правом каналах последовательно при положениях пе­ реключателя гальванометра 1 и 2.

Затем шторку закрывают, гальванометр закорачивают и в пра­ вый канал помещают кювету с растворителем. При этом осве­ щенность правого фотоэлемента возрастает. Уравнение, интенсив­ ности световых потоков производят уменьшением щели диа­ фрагмы (вращением барабана), пока стрелка гальванометра не придет в нулевое положение. Отсчет производят по шкале левого барабана.

Все измерения исследуемых растворов начинают с подбора светофильтра (если он не указывается в описании методики опре­ деления ингредиента). Для этого определяют оптическую плот­ ность стандартных растворов, приготовленных для построения ка­ либровочной кривой, при каждом из трех светофильтров. Выби­ рают тот светофильтр, при котором значения оптической плот­ ности наибольшие и калибровочная кривая сохраняет линейность в интересующем интервале концентраций определяемого ингре­ диента. Обычно номер светофильтра и размер кюветы указы­ ваются в описании метода.

Фотоэлектроколориметр ФЭК-Н-57

Оптическая схема ФЭК-Н-57 аналогична схеме ФЭК-М, но в конструкцию его внесен ряд усовершенствований. Так, набор светофильтров увеличен до девяти, поэтому ФЭК-Н-57 может быть использован как упрощенный спектрофотометр. Приемниками из­ лучения вместо селеновых фотоэлементов служат сурьмяно-цезие­ вые. Их спектральная характеристика позволяет несколько расши­ рить диапазон длин волн, при которых могут производиться изме­ рения, включая ближнюю ультрафиолетовую часть спектра (све­ тофильтр А, = 360 ммк).

Фотоэлементы включены по дифференциальной схеме на стре­ лочный'гальванометр через усилитель, что значительно повышает чувствительность пр'ибора.

Порядок работы. Порядок измерений и выбор светофильтров на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н-57 такие же, как описанные выше для ФЭК-М, только сначала следует произвести компенса­ цию «темнового тока». «Темновой ток» компенсируют после 20-минутной засветки фотоэлементов при закрытой шторке сна­ чала при малой, а затем при максимальной чувствительности гальванометра (т. е. последовательно в положениях 1 и 2 пере­ ключателя) . После компенсации «темнового тока» производят из­ мерения аналогичными описанными выше для ФЭК-М способами.

Фотоэлектроколориметр ФЭК-56

Оптическая схема прибора (рис. 10) несколько отличается от рассмотренной выше схемы ФЭК-М и ФЭК-Н-57 (один свето­ фильтр на оба канала, отсутствие нейтральных клиньев, призма,

83

делящая излучение источника на два световых потока, и т. д.), что позволило конструктивно выполнить ФЭК-56 более компакт­ ным.

Световой поток из источника света (1) проходит через свето­ фильтр (2), выделяющий свет в узком интервале длин волн. За­ тем «монохроматический» световой поток на, призме (3) разде­ ляется на два, собирается линзами (4) в параллельные пучки и зеркалами (5) направляется на кюветы с растворителем и иссле­ дуемым раствором.

Изменение интенсивности световых потоков компенсируется раздвижными, диафрагмами (6) или (6\), соединенными механи­ чески с левым и правым отсчетными барабанами. Пройдя через

с5р

! Н----- \I

Рис. 10. Оптическая схема фотоэлектроколориметра ФЭК-56.

диафрагмы и собирательные линзы, световые потоки фокуси­ руются на матовые стекла (7), расположенные перед фотоэлемен- ч тами ($).

В приборе имеется два 'источника излучения: лампа накалива­ ния СЦ-98 (8 в, 35 вт), предназначенная для работы в видимой части спектра, _и ртутная кварцевая лампа сверхвысокого давле­ ния СДВ-120А для работ в близком ультрафиолете. Благодаря этому спектральная область измерений ФЭК-56 шире (315— 630 ммк), чем в рассмотренных выше приборах. Приемниками из­ лучения служат сурьмяно-цезиевые фотоэлементы (8), включен­ ные по дифференциальной схеме через усилитель на -нуль-индика­ тор (индикаторную лампу 6Е5 С).

Порядок работы. Перед тем, как начать работать на приборе, необходимо проверить правильность установки осветителя. Уста­ новку производят согласно инструкции, прилагаемой к прибору, вращением котировочных винтов. Необходимо, чтобы пучок света располагался симметрично относительно центра диафрагмы. Из­ мерение оптической плотности производят следующим образом (перед включением прибора проверяют положение выключателя

84

осветителя, так как напряжение питания ламп СЦ-98 и СВД-120А

В левый канал помещают кювету с растворителем, а в правый — две кюветы: одну с растворителем, другую с исследуемым ра­

створом; 2). при перекрытых шторкой световых лучах компенсируют

«темно,вой ток», т. е. устанавливают «электрический нуль» при­

бора.

Здесь и далее компенсацию считают достигнутой, когда сек­ тор индикаторной лампы смыкается или .когда сектор имеет вид очень узкой темной полоски. Необ|ходимо запомнить это положе­ ние (вид сектора) и точно его воспроизводить, тогда точность из­ мерений будет приближаться к максимально возможной для при­ бора;

3)поместив сначала в правом канале кювету с исследуемым раствором (в левом канале всегда кювета с растворителем), уста­ навливают правый отсчетный барабан на нулевом делении по шкале оптической плотности (красная);

4)вращением левого барабана уравнивают интенсивности

световых потоков в обоих каналах. Если компенсация не дости­ гается, то в правый канал включают нейтральный светофильтр; 5) в правый канал на место кюветы с исследуемым раство­ ром помещают кювету с растворителем (это достигается переме­ щением правого держателя кювет). Изменение интенсивности све­ тового потока в правом канале компенсируют вращением правого измерительного барабана. Отсчет оптической плотности произво­

дят по красной шкале правого измерительного барабана.

Так как в приборе отсутствуют нейтральные клинья, измере­ ние следует производить, точно следуя инструкции, прилагаемой к ФЭК-56, т. е. в описанной выше последовательности. Таким спо­ собом учитываются возможные различия в чувствительности фотоэлементов и неидентичность интенсивности световых потоков в правом и левом каналах.

Принцип выбора светофильтров и построения калибровочной кривой не отличается от описанного выше для ФЭК-М. Номер све­ тофильтра, размеры кюветы обычно указываются в описании ме­ тодики определения того или иного ингредиента.

Спектрофотометры СФ-4 и СФ-4А

Нерегистрирующие кварцевые спектрофотометры СФ-4 и СФ-4А служат для измерения оптической плотности и коэффициентов пропускания в диапазоне длин волн 220—1100 нм. Монохроматизация света осуществляется с помощью поворачивающейся призмы, что позволяет выбирать любую длину волны в указан­

85

ртутную и накаливания) так, чтобы при щели 2 мм перед' овном фотоэлементов было равномерно освещенное прямоугольное изо­ бражение призмы. После проведения пробных измерений с лам­ пой .накаливания и проверки таким образом работы основных узлов прибора приступают к проверке и коррекции (если это не­ обходимо) шкалы длин волн. Проверки и коррекцию проводят по спектру ртутной лампы сначала визуально и затем более точно — фотоэлектрическим методом.

Визуальный способ. Устанавливают ширину щели 0,02—0,03 мм и, сняв блок с фотоэлементами и усилителем, выводят желто-зе- леную линию излучения лампы (546,1 нм) на выходную щель. В момент заполнения щели этой линией (что отчетливо видно при наблюдении через окно кюветной камеры) делают отсчет показа­ ния шкалы длин волн. Если он значительно отличается от таблич­ ной величины (546,1 .нм), шкалу корректируют. Для этого уста­ навливают длину волны по шкале на 546 н,м и ключом очень осторожно поворачивают регулировочный винт зеркала так, чтобы линия полностью заполнила щель.

Фотоэлектрический метод. При закрытой шторке-переключа­ теле компенсируют «темновой ток». Переводят переключатель пределов измерений да положения «включено» в положение «л;1», отсчетный потенциометр на деление «50». шкалы пропускания и открывают шторку-переключатель. Подводят линию спектра1 на выходную щель. При этом стрелка миллиамперметра отклоняется вправо. Уменьшая ширину щели, и, если необходимо, также при помощи бтсчетного потенциометра удерживают стрелку в преде­ лах шкалы миллиамперметра. Одновременно медленно поворачи­ вают призму. В момент максимального отклонения отмечают длину волны по шкале длин .волн. Если показания шкалы расхо­ дятся с табличными данными1, то корректируют шкалу, осто­ рожно поворачивая регулировочный винт зеркала. Коррекцию следует считать законченной, когда значения по шкале для ре­ комендованных линий спектра ртутной лампы1 соответствуют табличным данным.

Порядок работы на приборе.

1.При выключенном приборе устанавливают источник света в соответствии с диапазоном измеряемых длин волн.

2.Включают прибор и при закрытой шторке-переключателе- прогревают его в течение 10 мин. Устанавливают требуемую

длину волны. Если она попадает в области 320—400 или 590— 620 нм2, то в световой пучок вводят соответственно фильтр УФС-2 или ОС-14 и эталон3. Компенсируют темновой ток.

1 Проверку и коррекцию шкалы длин волн рекомендуется производить по

87

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА

Для определения общего содержания железа во .всех типах вод применяют колориметрические методы с использованием роданида калия й ортофенантролина.

Результаты определений выражают в мг-экв/л и мг/л:

1 мг Fe3+= 0,0537 мг-экв Fe3+

1 мг-экв Fe3+— 18,62 мг Fe3+

1 мг Fe2+ = 0,0358 мг-экв Fe2f

1 мг-экв Fe2+ = 27,93 мг Fe2+

Качественное определение. Отмеривают в пробирку 10 мл пробы, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты,, несколько капель 5%-ного раствора перекиси водорода и при­ мерно 0,5 мл 20%-ного раствора роданида калия. При содержании, железа в концентрации около 0,1 мг/л появляется розовое окра­ шивание раствора, при более высоком содержании— красное-

а. Опр е д е л е н ие с р о д а н и д о м

Принцип метода. Количественное определение железа по дан­ ному методу основано на способности ионов Fe3+ образовывать с роданистыми ионами интенсивно окрашенное в красный цвет комплексное соединение, определяемое далее колориметрическим: способом

Fe3++ 6CNS-^ [Fe(CNS)e]3-.

Точность определения при средних концентрациях около 5%,. при очень малом содержании железа погрешность возрастает. Чувствительность метода 0,05 мг Ре3+/л. Без разбавления можно» определять 0,05—2 мг железа в 1 л.

Предварительные указания. Данный метод применим для вод различной минерализации. Неустойчивость соединений железа в растворе и легкость перехода из одной формы в другую вынуждают предпринимать ряд мер для стабилизации их в растворе.

Наилучшие результаты количественного определения железаполучаются при прозрачной и бесцветной воде, причем определять, содержание железа, хотя бы Ре3+, необходимо сразу же после взятия пробы воды. В случае необходимости хранения воды или перевозки отдельную пробу следует законсервировать с помощью добавления 3 мл ацетатного буфера на 100 мл исследуемой воды. Консервация особенно необходима в случае присутствия взвешен­ ных минеральных частиц, из которых при подкислении железо-

всклянку с объемом 100—250 мл с притертой пробкой, наполнив

еебез пузырьков .воздуха. хЗатем в склянку, опуская до дна-

89-