Теоретические основы

Турбидиметрический метод анализа основан на явлении поглощения света твердыми или коллоидными частицами анализируемого вещества, находящимися в жидкой фазе во взвешенном состоянии.

Интенсивность светового потока, прошедшего через коллоидный раствор зависит от интенсивности падающего светового потока, концентрации раствора, размера коллоидных частиц и многих других параметров. Эта зависимость определяется следующим уравнением:

(2.1)

где I, I ₀ – интенсивность светового потока, прошедшего через анализируемый раствор и падающего, соответственно, Лм;

С – концентрация поглощающих частиц в растворе, моль/дм³;

l – толщина поглощающего слоя раствора, см;

d – средний диаметр поглощающих частиц, см;

k ’ и a – константы, зависящие от метода измерения и природы суспензии;

l – длина волны, нм.

При аналитических турбидиметрических анализах все измерения проводятся при определенных значениях k ’, d, a и l, объединяя их в одну постоянную величину К, получаем:

или (2.2)

где А – абсорбция раствора, отн. ед. абсорбции, А = lg I ₀ /I;

К – коэффициент мутности.

Это уравнение имеет вид, аналогичный уравнению Ламберта-Бугера-Бера. Приведенное уравнение справедливо только для очень разбавленных суспензий (не более 100 мг/дм³).

Различают метод прямого и косвенного турбидиметрического анализа. Прямой турбидиметрический метод анализа основан на определении концентрации анализируемого вещества по уравнению (2.2). Аналитическим сигналом в этом методе является абсорбция коллоидных растворов.

При прямых турбидиметрических определениях анализируемый компонент следует перевести в малорастворимое соединение. Для этого необходимо правильно выбрать осадитель, рассчитать его количество и строго соблюдать условия образования коллоидных растворов. К реакциям в турбидиметрическом методе анализа предъявляются следующие требования:

– Продукт реакции должен иметь малую растворимость.

– Продукт реакции должен находится в виде взвеси (суспензии) и не оседать. Для увеличения стойкости взвесей применяют защитные коллоиды (поверхностно-активные вещества, крахмал, агар-агар, желатин).

– Методика приготовления стандартных и анализируемого растворов должна быть одинакова и учитывать все факторы, влияющие на размер частиц: концентрацию ионов, образующих осадок, соотношение этих концентраций, порядок сливания растворов, скорость смешивания, присутствие посторонних примесей, температуру, наличие защитных коллоидов и др.

Абсорбцию коллоидных растворов измеряют на фотоколориметрах. Для определения концентрации анализируемого вещества возможно использование всех методов количественного анализа (метод двух растворов, метод добавок, метод градуировочного графика и др.).

К косвенным методам анализа относится метод турбидиметрического титрования. В этом методе по мере титрования, сопровождающегося образованием осадка в виде устойчивой мути, абсорбция раствора увеличивается до Т.Э., а затем остается постоянной. По результатам титрования строят кривые титрования в координатах А = f(V), определяют объем титранта в Т.Э. и рассчитывают содержания анализируемого компонента в растворе по закону эквивалентности.

Турбидиметрический метод анализа обладает высокой чувствительностью, однако из-за большой погрешности (10-15 %) метод не нашел широкого применения. В основном турбидиметрический метод используется для анализа сульфатов, сульфидов, хлоридов.

Турбидиметрический метод анализа проводят на фотоколориметре КФ-2 (см. раздел 1.2-1.3).