Краткая теория. Приборы и принадлежности

ИЗУЧЕНИЕ ПОГЛАЩЕНИЯ СВЕТА.

Приборы и принадлежности:

1. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2

2. Эталонные растворы с известной концентрацией.

3. Дистиллированная вода.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Прохождение света через вещество ведет к возникновению колебаний элект-ронов вещества под воздействием электромагнитного поля волны и сопровож-дается потерей энергии этой волны, затрачиваемой на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия вновь возвращается излучению в виде вто-ричных волн, посылаемых электронами, частично же она может переходить в другие виды энергии. Поэтому интенсивность падающего света по мере про-никновения волны в вещество уменьшается. Действительно, интенсивность световой волны, прошедшей среду толщиной d уменьшается по закону:

I=I₀·e^-kd (1)

где I₀ – интенсивность света, падающего на вещество;

d – толщина слоя;

I – интенсивность света, прошедшего через вещество;

k - коэффициент поглощения.

Этот закон был установлен экспериментально и обоснован теоретически Буге-ром (1719 г.) и называется законом Бугера. Согласно этому закону интенсив-ность света убывает в поглощающем веществе экспоненциально. При интенсивность I оказывается в е раз меньше, чем I₀, т. е. Коэффициент поглоще-ния есть величина обратная толщине слоя, при прохождении которого интен-сивность света убывает в е раз. Коэффициент поглощения зависит от длины волны света λ (или частоты υ).

Отношение называется пропускаемостью раствора (Т или Е в некоторых пособиях). Пропускаемость является функцией длины волны пада-ющего света. Из закона Бугера следует, что пропускаемость раствора связана с коэффициентом поглощения и толщиной поглощающего слоя соотношением:

(2)

Если молекулы растворенного вещества не взаимодействуют между собой и с молекулами растворителя, то коэффициент поглощения линейно связан с кон-центрацией раствора. Поэтому при изменении концентрации меняется и про-пускаемость раствора Т (Е). Действительно, если k=αC, где α – коэффициент пропорциональности, С – концентрация растворённого вещества, то для таких растворов закон Бугера принимает вид:

I=I₀·e^-αcd (3)

Измеряя поглощение света слоем такого раствора определенной толщины d и зная коэффициент α можно найти концентрацию раствора:

(4)