Temat nr. 409: Wyznaczanie stężenia roztworu za pomocą kolorymetru fotoelektrycznego SPEKOL

Każde ciało przezroczyste pochłania część padającego nań światła . Jeżeli wartośc natężenia światła padającego na warstwę substancji o grubości d oznaczymy przez Io , a wartość natężenia wiązki światła wychodzącego po drugiej stronie z tej substancji przez I , to między wartościami tymi istnieje zależność : I = Io exp(-kd) , gdzie k oznacza charakterystyczny dla danego środowiska współczynnik absorpcji . Często zamiast współczynnika absorpcji używane jest pojęcie ekstyncji zdefiniowanej jako :

E = log Io/I .

Wielkością odwrotną , charakteryzującą zdolność przepuszczania światła jest wielkość zwana przepuszczalnością lub transmisją określa się ją w procentach :

T = I/Io 100%

Wyraża ona procent natężenia światła przepuszczanego w stosunku do natężenia światła wpadającego do danego ośrodka .

Ekstynkcja ciała nie jest jednakowa dla światła o różnej długości fali .

Przyrządy służące do wyznaczania zależności ekstynkcji lub przepuszczalności od długości fali nazywamy fotometrami kalorymetrycznymi .

Kalorymetr fotoelektryczny jest przyrządem , w którym elementem światłoczułym jest fotoogniwo selenowe . Ustawiając na drodze wiązki światła kuwetę z badaną cieczą odczytuje się jej przepuszczalność i ekstyncję na skali miernika . Fotometry kalorymetryczne stosowane są często do wyznaczania stężeń roztworów (w szczególności barwnych ) . Zastosowanie to wynika z prawa Beera , że współczynnik absorpcji k jest proporcjonalny do stężenia roztworu czyli :

k = εc

c - stężenie roztworu , ε - współczynnik proporcjonalności .

Ekstyncja omawianego roztworu zgodnie z równaniem wynosi :

E = 0,43 ε c d

Pomiar stężenia roztworu polega na porównaniu jego ekstynkcji z ekstynkcją roztworu tego samego ciała w tym samym rozpuszczalniku ale o znanym stężeniu . Przy pomiarze ekstynkcji roztworów kuwetę z roztworem ustawiamy na drodze jednej wiązki światła a na drodze drugie kuwetę z wodą destylowaną o tej samej grubości warstwy . Chodzi tu o wyeliminowanie wpływu absorpcji samego rozpuszczalnika oraz ścianek kuwety .