Устранение и учет рассеянного излучения

При обсуждении основного закона светопоглощения было отмечено, что потерями излучения вследствие отражения и рассеяния обычно пренебрегают. Таким образом, закон Бугера - Ламберта - Бера справедлив лишь в отсутствие рассеянной и отраженной составляющих светового потока I₀. На практике для выполнения этого условия применяют ряд мер, направленных на устранение и/или учет этих составляющих.

Для устранения рассеянного света в спектрофотометрии измерения проводят лишь в истинных растворах, не содержащих частиц размером более половины длины волны используемого света, поверхности стекол кювет тщательно полируют, перед работой очищают от загрязнений, помещают в световой поток строго перпендикулярно его направлению. Однако все это не позволяет полностью устранить потери излучения. Поэтому для учета рассеянного излучения измеряют не абсолютные интенсивности падающего и прошедшего световых потоков, а относительную интенсивность прошедшего света I по сравнению с интенсивностью падающего излучения I₀. При этом за I₀ принимают интенсивность светового потока, прошедшего через раствор сравнения - раствор с такой же толщиной слоя и находящийся в такой же измерительной кювете, что и исследуемый раствор. В качестве раствора сравнения обычно используют растворитель, но при необходимости он может содержать все компоненты исследуемого раствора в таких же концентрациях, кроме определяемого компонента. Таким образом удается учесть интенсивность рассеянного и отраженного световых потоков с погрешностью, связанной с различием в рассеянии этих растворов из-за присутствия посторонних частиц и неидентичным положением кювет относительно светового потока, а также изменениями коэффициента отражения поверхности стекло - раствор в связи с различиями в составе растворов.

Отражение и рассеяние света происходит не только на стенках кюветы и в растворе. Оно возникает и в оптической системе прибора вследствие отражения и рассеяния света от поверхности линз, зеркал и других оптических деталей. Это постороннее излучение I_рас включает все длины волн источника излучения и накладывается на световой поток, выходящий из монохроматора. В результате на раствор попадает излучение, равное I₀ + I_рас. Отношение

                                       (IV.3)

называется уровнем рассеянного света. Измеряемая абсорбционность А’ в этом случае равна

,                                       (IV.4)

тогда как истинная абсорбционность

.                                               (IV.5)

На раствор попадает тем больше рассеянного света, чем шире щель монохроматора. Раскрывать ее приходится при малых значениях I₀ (слабо первичное излучение источника), высоких значениях абсорбционности раствора сравнения, а также при уменьшении чувствительности приемника излучения. Особенно сильно рассеянный свет сказывается в УФ области, где чувствительность детектора в несколько раз ниже, чем в длинноволновой.

Для уменьшения рассеянного излучения в монохроматорах предусмотрена входная щель, в оптическую схему на пути луча устанавливаются промежуточные щели и диафрагмы, а в областях, где влияние рассеяния особенно велико, вводят специальные светофильтры.

Влияние рассеянного света может вызвать смещение максимума поглощения или даже появление ложных максимумов.

Сложный характер поглощающих частиц аналитической формы в спектрофотометрии в сочетании с этими ограничениями определяют специфические особенности этого метода с точки зрения методики и техники предварительной пробоподготовки и выполнения измерений, выбора объектов и диапазонов определяемых содержаний, а также применяемой аппаратуры. Поэтому целесообразно прежде всего рассмотреть принципиальные особенности молекулярных спектров поглощения и типы фотометрируемых систем (аналитических форм), используемых в практике спектрофотометрии.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: