Виды взаимодействия излучения с веществом

Под фотометрическим анализом понимают определение содержания вещества путем измерения его оптических свойств в видимой, ультрафиолетовой или инфракрасной области спектра. Это такие методы, как фотоколориметрия; рефрактометрия; поляриметрия; нефелометрия; турбидиметрия и интерферометрия. Учитывая, что большинство оптических параметров по-разному зависят от длины волны излучения, поэтому при выполнении фотометрического анализа создают такие условия, когда преобладает только один из видов взаимодействия света с веществом, а влиянием других можно пренебречь.

Рисунок 8.30. Схема основных видов взаимодействия света с веществом.

А – источник света; Б – оптическая среда (вещество)

1 – отражение; 2 – преломление; 3 – поглощение;

4 – рассеяние; 5 – переизлучение (люминесценция) света

В оптическом диапазоне широко используют отражение, поглощение, преломление, рассеяние света, вращение плоскости поляризации, флюоресценцию (люминесценцию), а также интерференцию и дифракцию лучей (рисунок 8.30; 8.31).

Рисунок 8.31. Общая схема возможных явлений и процессов, протекающих

при взаимодействии ЭМИ (света) с веществом.

В рутинном анализе под фотометрией обычно подразумевают фотоколориметрию, в основе которой измерение поглощения света окрашенными средами, при этом рассеяние и преломление света либо не меняется в ходе анализа, либо должно быть пренебрежимо малой величиной. Более подробно специфика взаимодействия будет рассмотрена при описании соответствующих фотометрических методов.

Фотоколориметрия.

Фотоколориметрический анализ – один из наиболее широко применяемых оптических методов определения содержания вещества, базирующийся на измерении оптической плотности (абсорбционности) окрашенных сред. Под фотоколориметрией понимают метод анализа основанный на концентрационной зависимости оптической плотности при избирательном поглощении монохроматического света окрашенными средами. Его используют при определении содержания большого числа ионов металлов, образующих интенсивно окрашенные растворимые комплексы, некоторых неметаллов, а также полимерных пленок и стекол.

Метод обладает высокой чувствительностью и позволяет работать с сильно разбавленными растворами, содержащими микрограммы вещества. Благодаря низкой концентрации растворов, градуировочные характеристики имеют высокую линейность. Отклонение от линейности наблюдается в сильно рассеивающих или преломляющих средах, поэтому большинство коллоидных растворов нельзя анализировать данным способом. Аналогичная ситуация возможна и в растворах высокой концентрации склонных к образованию макромолекул за счет процесса ассоциации. С помощью фотоколориметрии можно снимать кинетические кривые. В этом случае выполняют либо фотометрическое титрование, либо хронометрический анализ с получением кривой зависимости изменения оптической плотности от времени выдержки (косвенная фотоколориметрия).