Современную аналитическую химию, особенно в области охраны окружающей среды, в частности, при определении качества воды, а также в медицинских исследованиях, в химической и металлургической промышленности, невозможно представить себе без инструментальных методов анализа.
Одним их самых дешевых и нетребовательных к квалификации персонала методов, является фотометрия.
Важнейшей составляющей этого метода испытаний являются приборы, подразделяющиеся на две группы: фотометры и спектрофотометры – устройства, позволяющие регистрировать интенсивность света в определённом диапазоне длин волн.
Современные спектрофотометры и фотометры
Например, современные системы для фотометрического анализа воды компактны и просты в применении, их оптическая система нечувствительна к внешнему освещению, длина волны устанавливается автоматически, тесты запрограммированы, измерения четкие и понятные.
Различия фотометра и спектрофотометра
Технически спектрофотометр от фотометра отличается устройством выбора регистрируемых длин волн. Для фотометров – это светофильтры с достаточно широким диапазоном пропускания, для спектрофотометров – это дифракционная решетка или призма с лучшей селективностью по длинам волн и расширенным спектральным диапазоном.
| 📷 Фото́метр | Прибор для измерения каких-либо из фотометрических величин |
| ⭐ Общий принцип действия визуальных фотометров | Для изготовления не требуются сложные технологии или дорогие материалы, что обеспечивает широкое распространение ротаметров |
| 📸Фотометры с физическими приёмниками | Высота подъёма поплавка-индикатора зависит от плотности и, в общем случае, вязкости протекающего вещества. |
| ⭐ Интегральные фотометры | Для использования ротаметра в автоматизированных системах, необходимо обеспечить считывание его показаний без участия человека. |
| 📸 Применение фотометра | Трубки ротаметров могут быть стеклянными (рассчитаны на давление до 2,5 МПа) и металлическими (до 70 МПа). |
Методы фотометрии: достоинства и недостатки
Фотоколориметрия
Одним из простейших методов фотометрии является фотоколориметрия. Приборы, используемые в этом методе анализа – фотоколориметры, принцип работы их основан на измерении интенсивности света определённой длины волны, проходящей через окрашенный комплекс аналита. Чем ниже интенсивность света, тем выше содержание аналита в пробе.
Достоинством этого метода является простота и низкая стоимость аппаратуры, недостатки — сложность подготовки проб к анализу и низкая селективность метода.
Пламенная фотометрия: виды В анализе применяются два вида пламенной фотометрии:
Эмиссионная спектрофотометрия — регистрируется излучение эмиссионных линий аналита в пламени.
Преимуществом этого метода анализа являются низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы для выполнения «простых» анализов.
Минусы – недостаточная чувствительность для большинства элементов и матричные влияния. В основном, этим методом определяются щелочные (Li, Na, K) и щелочно-земельные элементы (Mg, Ca).
Атомная абсорбция – метод, основанный на регистрации поглощения излучения специальной лампы атомами аналита в пламени.
Недостатком этого метода является необходимость наличия индивидуальных ламп полого катода для каждого аналита, а также безэлектродных ламп и устройства для их использования при анализе элементов, таких как As, Sb, Se, Te, Bi.
Достоинство — невысокая стоимость одного элементоопределения, малые начальные капиталовложения. Также к достоинствам данного метода можно отнести чрезвычайно низкие пределы обнаружения для некоторых важных в экологическом анализе элементов с применением гидрид-генератора (Hg, As, Se, Te, Sb, Bi).
Основной аппаратурой метода является атомно-абсорбционый пламенный спектрофотометр — в качестве источника пламени используется смесь пропан-бутан-воздух, ацетилен-воздух и закись азота-ацетилен.
Устройство пламенного фотометра
Если рассмотреть схему пламенного фотометра, не углубляясь в детали, то главный этап анализа при фотометрии пламени, да и при атомной абсорбции тоже – распыление исследуемого раствора и введение его в пламя источника.
Пламенный фотометр состоит из блока, обеспечивающего подачу воздуха и горючего газа под давлением. Воздух подается в распылитель, затем в смеситель и в горелку. Свет, излучаемый горелкой, через систему зеркал, линз и светофильтров, попадает на фотоэлемент, ток которого измеряется прибором.
В заключение можно сказать, что для обеспечения правильности, точности и повторяемости результатов лабораторных измерений наряду с квалифицированным персоналом, необходимо наличие фотометрических сертифицированных средств измерений. Купить спектрофотометр, а также фотометр, фотоколориметр и пламенный фотометр предлагает компания «Аналит-прибор», поставляющая оборудование для лабораторий.
Часто задаваемые вопросы о фотометрах:
1. Где используется фотометрия?
Фотометрия обширно используется в различных отраслях промышленности:
- химической;
- биотехнологической;
- молочной;
- фармацевтической;
- пищевой;
- бумажной и прочих.
2. Что осуществляют при помощи сферических фотометров?
Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров.
3. Что такое фотометрия в химии?
Фотометрический анализ Фотометрический анализ, совокупность методов химического количественного анализа, основанных на зависимости между концентрацией вещества в растворе или газе и поглощением излучения.
4. Какие фотометрические методы применяют в анализе?
Различают фотометрический визуальный метод анализа, называемый часто колориметрическим, и метод анализа с применением фотоэлементов— собственно фотометрический метод анализа.
