 |
|
ІІ. Опис приладів і методика вимірювання
Колориметр-нефелометр фотоелектричний ФЕК-56М призначений для вивчення розсіяння та визначення концентрації забарвлених розчинів за поглинанням світла. Схема ФЕК-56М зображена на рис.2. Світло від джерела 1, пройшовши конденсори 2 та відбившись від дзеркал 3, проходить через світлофільтри 4, кювети 5 і потрапляє на фотоелементи 6, які під’єднані через гальванометр (мікроамперметр) назустріч один одному так, що при рівності світлових пучків стрілка гальванометра стоїть на нулі. Світловий потік, що потрапляє на лівий фотоелемент 6, можна регулювати за допомогою двох оптичних клинів К, з’єднаних з барабаном Б зі шкалою. Світловий потік, що потрапляє на правий фотоелемент 6, регулюється спеціальною діафрагмою Д, яка теж з’єднана з барабаном Б зі шкалою. На кожний з барабанів Б нанесено дві шкали: чорна шкала показує коефіцієнт пропускання t; червона – оптичну густину D = lg(1/t).
При роботі з приладом необхідно:
1) правильно вибрати кювету. Попередньо вибір здійснюється візуально. Якщо розчин інтенсивно забарвлений (темний), то беруть кювету з малою робочою товщиною, якщо розчин слабо забарвлений ‑ беруть кювету з великою робочою товщиною. При вимірюванні ряду розчинів кювету заповнюють розчином середньої концентрації. Кювету з D = 0,3 ¸ 0,5 використовують для роботи. Якщо оптична густина менша від вказаного інтервалу – беруть кювету з меншою робочою товщиною;
2) правильно вибрати світлофільтр. Для цього розчин середньої оптичної густини налити у вибрану кювету і визначити оптичну густину для всіх наявних світлофільтрів. За одержаними даними побудувати криву D = f(l). Світлофільтр вибрати такий, щоб довжина хвилі, яка відповідає максимуму пропускання, припадала на ділянку кривої, для якої виконуються наступні умови: оптична густина має значну величину; хід кривої D = f(l) приблизно паралельний горизонтальній числовій осі (вісь l). Якщо ці умови виконуються для декількох світлофільтрів, то вибирають той, при якому чутливість приладу найвища.
III. Завдання
1. Побудувати графік залежності оптичної густини від довжини хвилі (D = f(l)) та вибрати світлофільтр.
2. Виміряти коефіцієнт пропускання та оптичну густину розчинів відомої і невідомої концентрацій і з графічної залежності D = f(С) визначити невідому концентрацію розчину.
IV. Хід роботи
1. Увімкнути ФЕК-56М у мережу з напругою 220 В і прогрівати його 10-15 хв.
2. Встановити “електричний нуль” приладу. Для цього перекрити шторкою світлові пучки і ручкою “Нуль” встановити стрілку мікроамперметра на значення “0”. Після цього відсунути шторку.
3. Поставити на весь час вимірювання кювету з розчинником (дистильованою водою) у лівий світловий пучок та в ліву секцію правого світлового пучка. У праву секцію правого пучка поставити розчин середньої оптичної густини (середньої концентрації). Поставити фільтр №3.
4. Помістити під правий світловий пучок кювету з досліджуваним розчином (права секція).
5. Встановити правий барабан на поділці 100 за шкалою коефіцієнта пропускання (чорна шкала). Обертаючи лівий барабан, добитися нульового положення стрілки мікроамперметра (якщо це не вдається, у правий пучок встановити поглинач).
6. Замінити повертанням ручки кювету з розчином у правому пучку кюветою з розчинником. При цьому відбувається зміщення від нульового положення стрілки мікроамперметра.
7. Обертаючи правий вимірювальний барабан, добитися “нульового” положення стрілки і відрахувати за його шкалою оптичну густину (або коефіцієнт пропускання).
8. Повторивши пункти 4-7 визначити оптичну густину для світлофільтрів № 4‑8. Дані записати у звітну таблицю 1.
9. Побудувати криву D = f(l), де D – вісь ординат, l ‑ вісь абсцис.
10. Встановити робочий світлофільтр. Визначити оптичні густини і коефіцієнти пропускання розчинів різних концентрацій згідно з пунктами 4-7, послідовно замінюючи розчин у кюветі, яка стоїть у правій секції правого пучка. Дані записати у звітну таблицю 2.
11. Побудувати криву D = f(С), де D – вісь ординат, С ‑ вісь абсцис. Із графіка за відомою оптичною густиною визначити концентрацію невідомого розчину.
V. Контрольні питання
1. Що таке поглинання світла?
2. Якими процесами в речовині зумовлено послаблення світла під час його поглинання?
3. Сформулюйте закон Бугера?
4. Як формулюється закон Бера?
5. Який фізичний зміст коефіцієнта поглинання?
6. Яка формула виражає закон Бугера-Ламберта-Бера?
7. За якою формулою визначається оптична густина розчину?
8. За якою формулою визначається коефіцієнт пропускання?
9. У чому полягає метод концентраційної колориметрії?
10. За якою формулою обчислюється концентрація невідомого розчину?
Лабораторна робота №112