книги из ГПНТБ / Бабко А.К. Фотометрический анализ. Общие сведения и аппаратура
.pdfФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ
АНАЛИЗ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ»
М О С К В А 1 9 6 8
А. К. БАБКО , A. T. ПИЛИПЕНКО
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
И АППАРАТУРА
Под редакцией акад.
АН УССР А. К. Б а б к о
I S O 5 6 ”
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ»
М О С К В А 1 9 6 8
УДК 543.4.062 Б 12
научно-’ |
' р |
би б -r,:' |
• ; |
г\'Г^г |
\ ". » |
J ? 6 o £
¥4 { - ig tfS jL
1А. К. Б А Б К О |, А. Т. П И Л И П Е Н К О
ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И АППАРАТУРА
В монографии подробно изложены физические осно вы фотометрического анализа, рассмотрена классифи кация оптических методов анализа, приведены общие характеристики наиболее важных групп окрашенных соединений и условия применения их в фотометрии. Даны сведения о поглощении света растворами в зави симости от состава и строения окрашенных соединений, описана аппаратура и общие условия измерения погло щения света визуальными и фотоэлектрическими ме тодами.
Книга предназначена для работников химико-
.аналитических лабораторий различных отраслей про мышленности и научных учреждений, а также для ас пирантов, преподавателей и студентов соответствующих вузов.
Книга содержит 21 таблицу, 106 иллюстраций, окаю
.500 библиографических ссылок.
2-5-5
4-68
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Предисловие .................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
Ю |
|||
|
|
|
Ч а с т ь п е р в а я |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Общие |
положения |
ф отом етрического |
анализа |
|
|
|||
Г л а в а 1. Задачи и методы фотометрического анализа |
|
|
|
||||||||
§ |
1. |
Классификация |
методов фотометрического а н а л и за ............................. |
|
|
13 |
|||||
§ |
2. |
Цвет и спектр |
поглощ ения.............................................................................. |
|
|
|
|
16 |
|||
§ |
3. |
Энергетические характеристики участков сп ек тра..................................... |
|
|
17 |
||||||
§ |
4. Типы взаимодействия |
света с веществом и оптические методы иссле |
|
||||||||
|
|
дования ................................. |
|
|
|
|
|
|
|
"49 |
|
§ |
5. |
Люминесцентный |
анализ .................................................................................. |
|
|
|
|
21 |
|||
§ |
6. |
Инфракрасная |
спектрофотометрия |
................................................. |
|
|
23 |
||||
§ |
7. |
|
Фотометрическое |
титрование .......................................................................... |
|
|
|
|
25 |
||
§ 8. |
|
Нефелометрический и турбидиметрический методы ан ал и за ................ |
|
27 |
|||||||
§ |
9. |
Фотометрическое |
определение ионов по разрушению комплексов, по |
|
|||||||
|
|
|
глощающих с в е т .................................................................................................. |
|
|
|
|
|
28 |
||
§ |
10. |
Каталитические |
(кинетические) |
методы ан ал и за ..................................... |
|
|
30 |
||||
Л и т е р а т у р а ................ |
|
|
4............................................................................................ |
|
|
|
|
62 |
|||
Г л а в а 2. Поглощение света растворами окрашенных соединений |
|
|
|||||||||
§ |
1. |
|
Оптическая плотность раствора |
(закон Бугера—Л ам бер та ).. |
33 |
|
|||||
§ |
2. |
|
Зависимость поглощения света |
от |
концентрации (закон |
Бэра) . . |
. |
35 |
|||
§ 3. Молярный коэффициент светопоглощения................................... |
|
36 |
|
||||||||
§ |
4. |
|
Обозначения и термины для характеристики светопоглощения . . |
. |
37 |
||||||
§ 5. Молекулярный коэффициент светопоглощения; сила осциллятора . |
. |
40 |
|||||||||
Л и т е р а т у р а |
|
|
|
|
|
|
|
42 |
о
Г л а в а 3. |
Спектры поглощения и реакции образования окрашенных со |
|
|||||||||||
|
|
|
единений |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
§ |
1. |
Формы спектров поглощ ения.......................................................................... |
|
|
|
|
|
|
-13 |
||||
§ |
2. |
Образование одного окрашенного соединения при взаимодействии бес |
45 |
||||||||||
|
|
цветных компонентов............................ |
|
|
|
|
|
|
|||||
§ 3. Расчет молярного коэффициента светопоглощения................................. |
|
|
48 |
||||||||||
§ |
4. |
Определение состава и прочности окрашенного комплекса................. |
|
49 |
|||||||||
§ |
5. |
Системы |
с двумя |
окрашенными |
компонентами..................................... |
|
|
53 |
|||||
§ |
6. |
Сложение |
спектров |
поглощения |
двух равновесных форм |
и изобести- |
55 |
||||||
|
|
ческая |
т о ч к а ......................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|||
§ 7. Критерии оценки окрашенных реактивов..................................................... |
|
|
|
|
61 |
||||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
63 |
||||
Г л а в а 4. |
Электронное |
строение окрашенных |
соединений и |
поглощение |
|
||||||||
|
|
|
света |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ |
1. |
Связь |
между ............................. |
строением соединения и его |
окраской |
|
|
64 |
|||||
§ 2. Электронные .........................уровни атомов и окраска их соединений |
|
|
67 |
||||||||||
§ |
3. |
Хромофорные ............................. |
свойства ионов переходных |
м еталлов |
|
|
72 |
||||||
§ |
4. |
Перенос электронов ......................... |
от лигандов |
к центральному п о п у |
|
|
74 |
||||||
§ |
5. |
Окрашенные ...................................................................................... |
реактивы |
|
|
|
|
|
|
77 |
|||
§ 6. Направленная ....................валентность и форма некоторых лигандов |
|
|
78 |
||||||||||
§ |
7. |
Двойные связи .....................................и окраска молекул; |
а- и л -сп я зи |
|
|
80 |
|||||||
§■8. Сопряженные ..................................................... |
связи |
(цепь сопряж ения) |
|
|
|
|
82 |
||||||
§ 9. Комплексы металлов .............................................................с красителями |
|
|
|
|
84 |
||||||||
§ 10. Комплексообразовапне .....................н спектры поглощения лигандом |
|
|
86 |
||||||||||
Л и т е р а т у р а ............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
||||
Г л а в а 5. |
Физико-химические условия |
образования |
окрашенных |
соеди |
|
||||||||
|
|
|
нений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 1. Типы окрашенных .....................................................................комплексов |
|
|
|
|
|
|
91 |
||||||
§ 2. Прочность окрашенных .................................................комплексов |
|
|
|
93 |
|
||||||||
§ 3. Постоянство состава .................поглощающих свет соединений |
|
97 |
|
||||||||||
§ |
4. |
Отклонение от закона Бэра в связи |
с диссоциацией комплекса |
. . . |
100 |
||||||||
§ |
5. |
Разбавление раствора поглощающего свет комплекса в отсутствие из |
|
||||||||||
|
|
бытка реактива........................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
102 |
|
|||
§ |
6. |
Разбавление раствора поглощающего свет комплекса при кратном из |
|
||||||||||
|
|
бытке реактива........................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
106 |
|
|||
§ |
7. |
Разбавление раствора поглощающего свет комплекса при постоянной |
108 |
||||||||||
|
|
концентрации ...................................................................................... |
реактива |
|
|
|
|
|
|
||||
Г л а в а 6. |
Значение концентрации водородных |
ионов при фотометриче |
|
||||||||||
|
|
|
ских определениях |
|
|
|
|
|
|
|
|||
§ 1. Влияние pH раствора па образование окрашенных комплексов |
. . . |
112 |
|||||||||||
§ |
2. |
Комплексные |
соединения металлов |
с анионами |
сильных кислот. . . |
113 |
6
§ 3. Комплексные соединения металлов с анионами слабых |
кислот . . . |
115 |
||||||||||||
§ |
4. |
Значение pH |
при анализе смеси м еталлов................................................. |
|
|
|
119 |
|||||||
§ 5. |
Изменение состава поглощающего свет комплекса при повышении pH |
120 |
||||||||||||
|
|
|
раствора ................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
§ 6. Металлохромные реактивы, |
имеющие |
pH-индикаторные свойства . . |
124 |
|||||||||||
Л и т е р а т у р а .......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
||||
Г л а в а 7. Фотометрический анализ |
смеси |
нескольких компонентов |
|
|||||||||||
§ |
|
1. |
Влияние компонентов |
смеси |
и |
побочных факторов |
на |
оптическую |
|
|||||
|
|
|
плотность................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
126 |
|
§ |
2. |
|
Влияние температуры иинертныхэлектролитов.......................................... |
|
|
|
127 |
|||||||
§ |
3. |
Ступенчатое образование нескольких окрашенных комплексов одного |
|
|||||||||||
|
|
|
элемента ................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
131 |
|
§ 4. Условия измеренияоптическойплотности...................................................... |
|
|
|
135 |
||||||||||
§ 5. |
|
Выбор pH |
.............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
138 |
||
§ |
|
6. |
|
Собственная |
окраска |
посторонних |
компонентов..................................... |
|
|
141 |
||||
§ |
7. |
|
Образование |
окрашенного |
комплекса реактива с |
посторонними |
|
|||||||
|
|
|
|
и о н ам и ....................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
144 |
§ |
8. |
|
Маскирование посторонних |
и о н о в .................................................................. |
|
|
|
|
147 |
|||||
§ |
9. |
|
Влияние ан и он ов .................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
151 |
||
§ 10. Групповое определение нескольких элементов |
......................................... |
|
|
153 |
||||||||||
Л и т е р а т у р а |
.............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
154 |
||||
Г л а в а 8. Методы разделения |
в фотометрическом |
анализе |
|
|
||||||||||
§ 1. Получение аналитических концентратов..................................................... |
|
|
|
156 |
||||||||||
§ 2. Осаждение с коллектором |
.................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
157 |
||||||
§ |
3. |
|
Экстракционно-фотометрические м ет о д ы ..................................................... |
|
|
|
159 |
|||||||
§ 4. Хроматография на бумаге |
.............................................................................. |
|
|
|
|
|
|
164 |
||||||
§ |
5. |
|
Адсорбционная (молекулярная) хроматография..................................... |
|
|
167 |
||||||||
Л и т е р а т у р а |
.............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
168 |
||||
|
|
|
|
|
Ча с т ь |
в т о р а я |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Методы |
измерения |
оптической |
плотности |
растворов |
|
||||
|
Г л а в а 9. Визуальные методы |
измерения |
интенсивности |
окраски |
|
|||||||||
|
§ |
1. |
Общая характеристика методов измерения интенсивности |
поглощения |
|
|||||||||
|
|
|
|
с в е т а ........................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
170 |
|
§ |
2. |
Метод стандартных серий (метод ш к ал ы ).................................................... |
|
|
|
172 |
|||||||
|
§ 3. |
Метод разбавления............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
174 |
||||
|
§ 4. Колориметрическоетитрование(дублирование) |
........................................... |
|
|
174 |
|||||||||
|
§ |
5. |
Применение |
колориметра |
|
............................................................................ |
|
|
|
|
|
176 |
7
§ 6. Типы оптических систем колориметров.......................................................... |
|
|
178 |
||||||||||
§ 7. Изменение толщины слоя в колориметре................................................. |
|
|
179 |
||||||||||
§ |
8. |
Компаратор |
................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
183 |
|||
§ |
9. |
Светофильтры ................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
185 |
||||
§ |
10. ФотометрыФМ (Пульфрнха) ......................................................................... |
|
|
|
|
189 |
|||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
192 |
|||||
Г л а в а |
10. |
Фотоэлектрические методы |
измерения |
оптической плотности |
|
||||||||
|
|
|
|
растворов |
|
|
|
|
|
|
|
||
§ |
1. |
Общая |
характеристика...................................................................................... |
|
|
|
|
193 |
|||||
§ |
2. Основные |
типы фотоэлементов, |
применяемых |
при фотометрическом |
194 |
||||||||
|
|
анализе |
|
................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
||
§ 3. Главные типы фотоколориметров.................................................................. |
|
|
|
198 |
|||||||||
§ 4. Главные типы спектрофотометров..................................................... |
|
. . |
. . |
207 |
|||||||||
§ 5. |
Измерение концентрации при помощи фотоколориметров и спектро |
213 |
|||||||||||
|
|
фотометров |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
||||
§ |
6. |
Стандарты |
для проверкиспектрофотометров............................................. |
|
|
215 |
|||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
217 |
|||||
Г л а в а |
11. |
Чувствительность и точность фотометрического анализа |
|
|
|||||||||
§ |
1. |
Чувствительность фотометрических |
м ет о д о в ............................................ |
|
|
219 |
|||||||
§ |
2. |
Воспроизводимость |
и правильность |
результатов................................... |
|
224 |
|||||||
§ |
3. |
Чувствительность и |
точность методов анализа при наличии |
двух |
228 |
||||||||
|
|
окрашенных |
компонентов.................................................................................. |
|
|
|
|
||||||
§ |
4. |
Влияние |
случайных |
|
загрязнений |
................................................................. |
|
|
|
230 |
|||
§ |
5. |
Точность |
измерения |
|
оптической |
плотности ....................... |
|
|
231 |
||||
§ |
6. |
Дифференциальная |
спектрофотометрия ....................................... |
|
|
235 |
|||||||
§ |
7. |
Воспроизводимость |
определения |
следов различными методами |
. . |
238 |
|||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
239 |
|||||
|
|
|
|
|
|
Ча с т ь |
т р е т ь я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Типы |
окрашенных |
комплексов |
|
|
|
||
Г л а в а |
12. |
Комплексы металлов с неорганическими лигандами |
|
|
|||||||||
§ |
1. |
Роданидные |
и галогенидные комплексы .................................................... |
|
|
240 |
|||||||
§ |
2. |
Фторидные |
комплексы ..................................................................................... |
|
|
|
|
246 |
|||||
§ |
3. |
Экстракция роданидных и галогенидных комплексов........................ |
|
248 |
|||||||||
§ |
4. |
Комплексы |
металлов |
с перекисью |
в о д о р о д а ........................................ |
|
251 |
||||||
§ |
5. |
Комплексы металлов с аммиаком и органическимиоснованиями |
. . |
255 |
|||||||||
§ |
6. |
Гетерополикомплексы |
......................................................................................... |
|
|
|
|
258 |
|||||
Л и т е р а т у р а |
|
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
265 |
8
Г л а в а |
13. |
Комплексы металлов с органическими лигандами |
|
|
||||||||||||
§ |
1. |
Хелатные |
комплексы |
.......................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
267 |
|||||
§ |
2. Комплексы с фенолами и оксикислотами................................................. |
|
|
272 |
||||||||||||
§ |
3. |
Комплексы |
с |
красителями, содержащими |
О Н -группы ........................ |
|
278 |
|||||||||
§ |
4. |
Окрашенные реактивы с сочетанием фенольной и азотсодержащей |
292 |
|||||||||||||
|
|
групп |
....................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
§ |
5. |
Органические реактивы, содержащие тиоиную и тиольнуюгруппы |
303 |
|||||||||||||
§ |
6. |
Дитиокарбаматы |
|
.................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
307 |
||||
§ |
7. |
Дитнзон |
|
.................................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
309 |
|
§ |
8. |
Физико-химические основы применения днтизона в анализе . . . |
. |
312 |
||||||||||||
§ |
9. |
Методика |
работы |
с ди ти зон ом |
..................................................................... |
|
|
|
319 |
|||||||
§ |
10. Другие реактивы, |
содержащие тионную итиольную группы . . . . |
324 |
|||||||||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
329 |
|||||
Г л а в а |
14. |
Тройные (смешанные) комплексы |
|
|
|
|
||||||||||
§ |
1. Комплексообразование в системе трехкомпонентов................................ |
|
333 |
|||||||||||||
§ |
2. |
Комплексообразование |
в |
системе: |
ион металла — органическое |
осно |
340 |
|||||||||
|
|
вание — электроотрицательный |
лиганд ..................................................... |
|
|
|
||||||||||
§ |
3. Соединения |
высокомолекулярных |
аминов |
с |
ацидокомплексами |
ме |
345 |
|||||||||
|
|
таллов |
............................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
§ |
4. Комплексы |
металлов |
с |
двумя |
различными |
электроотрицательными |
354 |
|||||||||
|
|
лигандами |
|
......................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
§ |
5. |
Тройные |
гетерополикомплексы |
|
...................................................................... |
|
|
|
358 |
|||||||
§ |
6. |
Комплексы |
двух |
металлов с одним электроотрицательным лигандом |
360 |
|||||||||||
Л и т е р а т у р а |
................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
365 |
|||||
Г л а в а |
15. |
Малорастворимые окрашенные соединения, окислительно-вос |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
становительные и другие реакции в фотометрии |
|
|
||||||||||
§ |
1. |
Малорастворимые |
окрашенные |
соединения ............................................. |
|
|
|
368 |
||||||||
§ 2. |
Реакции |
окисления — восстановления ......................................................... |
|
|
|
370 |
||||||||||
§ |
3. Реакции |
синтеза |
и разрушения |
органических ....................соединений |
|
372 |
||||||||||
§ |
4. |
Фотометрическое |
определение по собственному |
светопоглощению . . |
373 |
|||||||||||
Л и т е р а т у р а |
............................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
374 |
|||||
Предметный |
указатель |
.............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
375 |