3.3.1.1. Ограничения и условия применения закона Бугера-Ламберта-Бера

Согласно формуле, при графическом изображении зависимость поглощения от концентрации (при прочих постоянных условиях) имеет вид прямой линии выходящей из начала координат При этом молярный коэффициент поглощения определяющий предел обнаружения метода, будет равен тангенсу угла наклона градуировочного графика к оси абсцисс если концентрация выражена в моль на литр Чем больше угол наклона градуировочного графика к оси концентраций тем более чувствительным является данный фотометрический метод В случае отклонений от закона прямолинейная зависимость искажается (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Зависимость оптической плотности (А)

от концентрации (с) поглощающего вещества

Такой график часто называют графическим изображением закона Бера или, иногда градуировочным графиком.

Из графика видно что закон Бугера-Ламберта-Бера применим только до концентрации с₁ Однако определение концентрации поглощающего вещества в неизвестной пробе возможно также с использованием нелинейной части градуировочного графика

Отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера бывают трех видов - реальные химические и инструментальные.

1 Закон справедлив для монохроматического излучения При использовании полихроматического излучения (в фотометрии) могут наблюдаться отклонения

2 Пучок света должен быть параллельным

3 Отклонения могут возникать вследствие появления приборной ошибки чаще всего вызываемой нелинейностью зависимости тока фотоэлемента от интенсивности светового потока при малых (менее 01) и очень больших (более 15) значениях поглощения раствора

Пункты 1-3 относятся к инструментальным отклонениям

4 Коэффициент  зависит от показателя преломления среды Если концентрация раствора сравнительно невелика его показатель преломления остается таким же каким он был у чистого растворителя и отклонений от закона по этой причине не наблюдается Изменение показателя преломления в высококонцентрированных растворах может являться причиной реальных отклонений от основного закона

5 Постоянство температуры при измерениях в пределах хотя бы нескольких градусов

6 Химические отклонения от закона вызваны сдвигом химического или физического равновесия с участием поглощающих частиц под влиянием температуры ионной силы pH и др Сдвиги химического равновесия вызывают соответствующее изменение концентрации поглощающей формы вещества Другими словами закон соблюдается если в системе находятся светопоглощающие частицы одного сорта Вследствие реакций гидролиза протонирования ионизации комплексного иона полимеризации образования комплексов другого состава при разбавлении конкурирующего комплексообразования в системе может происходить сдвиг химического равновесия и образовываться новые частицы имеющие отличный от исходных молярный коэффициент светопоглощения И тогда зависимость А=f(с) не будет линейной

Классическим примером служит незабуферированный раствор дихромата калия в котором существует следующее равновесие:

При большинстве длин волн молярные коэффициенты поглощения дихромат-иона и двух ионных форм хромата довольно отличаются поэтому общее поглощение раствора сильно зависит от соотношения концентраций димерной и мономерной форм При разбавлении это соотношение меняется вызывая отклонение от линейной зависимости В сильнокислом или сильнощелочном растворе где доминирует одна из форм закон соблюдается