المعدات وترتيب العمل على الأدوات. معدات وإجراءات للعمل على الأجهزة في شكل مجمعات الثيوسيانات

1. قم بتشغيل الجهاز وتسخينه لمدة 30 دقيقة. يجب إخفاء أشعة الضوء أثناء الإحماء بواسطة الستائر (يجب أن تكون الرافعة 4 (الشكل 2 ، أ) في الموضع الصحيح)

2. قم بتثبيت مرشح الضوء رقم 2 عن طريق تدوير الأسطوانة 11.

3. املأ أنبوبين بالمذيب والآخر بمحلول عامل (محلول اختبار) حتى العلامات الموجودة على السطح الجانبي.

من غير المقبول وجود ملوثات أو قطرات من المحاليل على أسطح عمل الكوفيت.

4. ضع الكوفيت في حامل الكوفيت: في التجويف الأيسر - كفيت به مذيب ، في الكوفيت الأيمن - كفيت مع محاليل اختبار ومذيب.

5. عرض الصفر الكهربائي للجهاز. للقيام بذلك ، استخدم المقبض 10 (الشكل 2 ، ب) للتأكد من أن إبرة مقياس ميكرومتر مضبوطة على "0". ضع المقبض 9 (الشكل 2 ، ب) ، الذي ينظم حساسية الجهاز ، في الوضع الأوسط.

6. ضع الكوفيت مع محلول الاختبار في شعاع الضوء الأيمن بتدوير المقبض 5 (الشكل 2 أ). باستخدام الأسطوانة اليمنى 6 ، اضبط الخطر على المقياس 7 عند 100 (أسود) أو 0 (أحمر). افتح المصاريع بالرافعة 4. قم بتدوير الأسطوانة اليسرى 8 حتى يصل مؤشر مقياس ميكرومتر إلى علامة "0".

انتباه! لمنع تلف الجهاز ، افتح المصاريع (بالرافعة 4) فقط أثناء قياس الكثافة البصرية أو النفاذية وأثناء إعداد الجهاز (تحضير الجهاز للتشغيل).

7. ضع كفيت مع مذيب في شعاع الضوء الأيمن (عن طريق تدوير المقبض 5). يجب أن ينحرف مؤشر مقياس ميكرومتر. بتدوير أسطوانة القياس اليمنى 6 ، اضبط السهم 1 مرة أخرى على العلامة "0" بعد ذلك ، اقرأ قيمة النفاذية (أسود) أو الكثافة البصرية (أحمر) على مقياس القياس الأيمن.

8. استخدم منحنى المعايرة لتحديد التركيز بالمليجرام لكل لتر.

أرز. 2 الشكل العامالجهاز FEK-56M

أ) منظر أمامي.

ب) منظر خلفي.

اعمل بحذر

1. لا تسمح للأشخاص الذين ليسوا على دراية بتصميم تركيب المختبر والقياسات باستخدام جهاز FEK-56M بالعمل.

2. لتجنب وصول الكواشف إلى الجلد والملابس ، قم بإجراء جميع العمليات على طاولة المختبر ، مرتديًا قفازات مطاطية.

3. عند العمل مع FEK-56M ، يجب تنفيذ جميع أعمال الضبط المتعلقة باختراق الأسوار الدائمة للأجزاء الحاملة للتيار من الجهاز ، وتغيير المصابيح ، وفصل الكبل بالموصلات بعد فصل الجهاز عن التيار الكهربائي.

4. لضمان السلامة الكهربائية ، يجب تأريض جهاز FEK-56M (مؤرض). يتم التخلص من الأعطال في الجهاز فقط من قبل موظفي المختبر.

أمر العمل

1. دراسة قواعد السلامة عند أداء العمل المخبري.

2. تعرف على وصف إعداد المختبر وإجراءات إجراء القياسات باستخدام أداة FEK-56M.

3. قم بإعداد جهاز FEK-56M للتشغيل.

4. حدد الكثافة البصرية (أو النفاذية) لكل أنبوب من أنابيب المعايرة العشرة على FEK-56M باستخدام أنابيب 20 مل ومرشح الضوء الأزرق (رقم 3 في المقبض 8). صب في كفيت التحكم بدوره ، بدءًا من العينات العشر الأكثر شفافية من المنتجات الزيتية قيد الدراسة. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، قم بإنشاء رسم بياني للمعايرة ، ورسم التركيزات المعروفة على طول المحور الأفقي (المحور السيني) ، والقيم التي تم الحصول عليها للكثافة البصرية (أو النفاذية) على طول المحور الرأسي (المحور ص). يتم عرض البيانات الأولية للتآمر في الجدول. 2.

5. صب محلول الاختبار في كل من وحدات المرشح (الشكل 1) ، بعد تحديد كثافتها البصرية (معامل الإرسال) مسبقًا وإدخال البيانات التي تم الحصول عليها في الجدول 3. بعد تصفية المنتجات النفطية ، من الضروري تحديد كثافتها البصرية (النفاذية) وإدخال النتائج في الجدول 3 وفقًا لتركيب الترشيح قيد الدراسة.

6. بعد تحديد الكثافة الضوئية (أو النفاذية) للمحلول لكل عينة ، تم العثور على القيم المقابلة لتركيز المنتجات الزيتية (α ، mg / ml) من منحنى المعايرة.

الجدول 2

البيانات الأولية لإنشاء رسم بياني للمعايرة

طلبالعمليات الحسابية:

حيث α هي كمية المنتجات الزيتية الموجودة من منحنى المعايرة ، mg / ml.

%,

أين مع F – تركيز منتجات الزيت في المرشح ملغم / لتر (بعد التنظيف) ؛ مع ا- تركيز منتجات الزيت في الماء (قبل المعالجة) ملغم / لتر ؛

طاولة. 3.

نتائج الدراسات والحسابات التجريبية.

	الكثافة البصرية (النفاذية ،٪)
قبل التنظيف
كربون مفعل

يجب أن يحتوي تقرير العمل على:

1. مخطط تركيب المرشح.

2- الجدول رقم 3 بنتائج الدراسات والحسابات التجريبية.

3. تحليل النتائج التي تم الحصول عليها والاستنتاج حول مطابقتها لمتطلبات المعايير الصحية.

4. تقييم كفاءة التنقية والامتصاص الحجمي والوزن لكل مادة ترشيح مستخدمة في العمل.

أسئلة التحكم

1. أسباب ومصادر تلوث المياه.

2. خصائص مياه الصرف الصحي.

3. مفهوم MPC وتحديد مؤشرات الضرر.

4. الاشتراطات الصحية للمياه في المسطحات المائية.

5. طرق معالجة مياه الصرف الصناعي.

6. التحكم في محتوى الزيت والمنتجات النفطية في الماء.

7. مبدأ التشغيل وإجراء إجراء القياسات باستخدام أداة FEK-56M.

8. تعيين مخطط المعايرة وترتيب بنائه.

9. تسلسل العمل المخبري.

تم تصميم مقياس الألوان الكهروضوئي - مقياس النوى FEK-56 لقياس الكثافة الضوئية أو انتقال الضوء للحلول في نطاق الطول الموجي من 315 إلى 630 نانومتر.

يتيح الجهاز أيضًا قياس تشتت الضوء للمعلقات والمستحلبات والمحاليل الغروانية في الضوء المرسل.

كما يتم استخدام مصادر الضوء في الجهاز: المصباح المتوهج (STs-98) ، 8 فولت ، 35 واط ؛ ب) مصباح الكوارتز الزئبقي (SVD-120 L) للضغط العالي.

مستقبلات (محولات) الطاقة الضوئية عبارة عن خليتين ضوئيتين من الأنتيمون والسيزيوم موصولين في دائرة تفاضلية من خلال مكبر للصوت بمصباح مؤشر (في أحدث الطرز ، إلى الجلفانومتر).

الجهاز مزود بمرشحات ضيقة النطاق بحد أقصى للإرسال 315 ، 364 ، 400 ، 434 ، 490 ، 540 ، 582 ، 610 ، 630 نانومتر.

يظهر المخطط البصري في الشكل. 72.

أرز. 72. مخطط مقياس الألوان الكهروضوئي- مقياس النوى FEK-56.
1 - مصدر الضوء ؛ 2 - مرشح الضوء 3 - المنشور 4 - مرايا 5 - كوفيتات 6 - العدسات 7 - أغشية 8 - F-4 الكهروضوئية.

يدخل شعاع الضوء من مصدر الضوء 1 ، الذي يمر عبر مرشح الضوء 2 ، المنشور 3 ، الذي يقسم الشعاع إلى اليسار واليمين. بعد ذلك ، تمر أشعة الضوء المتوازية عبر الكوفيت 6 ، والأغشية 7 ، وتسقط على الخلايا الكهروضوئية 8 ، متصلة من خلال مكبر بمصباح مؤشر أو جلفانومتر فارغ.

الأسطوانة اليمنى متصلة بغشاء يغير تدفق الضوء الصحيح. تقوم الأسطوانة اليسرى ، التي تتحكم في الحجاب الحاجز الأيسر ، بتغيير ناتج الضوء الأيسر. يتم قياس شعاع الضوء الأيمن ، والشعاع الأيسر هو التعويض. وفقًا لهذا ، يوصى بقراءة القيمة المقاسة للكثافة الضوئية على الأسطوانة اليمنى فقط.

إجراءات التشغيل. يبدأ القياس على الجهاز بعد 20-30 دقيقة من تشغيل مصدر الطاقة والمصباح المتوهج. عند العمل بمصباح الزئبق ، يتم تشغيله بعد 20-30 دقيقة من تسخين الجهاز وخمس دقائق قبل بدء القياس. بعد التحقق من تركيب مصباح الإضاءة ، يبدأون في القياس. يتم ضبط الصفر الكهربائي للجهاز مع إغلاق المصراع (يتم حظر تدفق الضوء) ، بينما يتم إحضار قطاع مصباح المؤشر إلى الوضع المغلق. يتم وضع الخلية ذات المحلول الصفري في حامل الكوفيت الأيسر ، ويتم وضع الكوفيت الذي يحتوي على المحلول الذي تم تحليله في الكوفيت الأيمن. تم ضبط الأسطوانة اليمنى على الصفر على المقياس البصري (الحجاب الحاجز مفتوح بالكامل). من خلال تدوير الأسطوانة اليسرى ، يتم إغلاق قطاع مصباح المؤشر. في حالة عدم حدوث الإغلاق ، يتم إدخال مرشح ضوء محايد متصل بالجهاز في تدفق الضوء الأيمن ويتم إغلاق قطاع المصباح. بعد ذلك ، يتم إدخال كوفيت بمحلول صفري في تدفق الضوء الصحيح. في هذه الحالة ، تزداد شدة تدفق الضوء الصحيح ، ويفتح قطاع مصباح المؤشر. من خلال تدوير الأسطوانة اليمنى ، يتم تقليل شدة تدفق الضوء حتى يتم إغلاق قطاع مصباح المؤشر مرة أخرى. يتم العد التنازلي على الأسطوانة اليمنى. يوجد في الشعاع الأيمن مكان لحافتين ، مع صفر ومحلول اختبار. يتم تحريكها أثناء القياس بمساعدة مقبض.

يسمح لك الجهاز أيضًا بقياس تشتت الضوء ، بشكل أكثر دقة ، لإجراء قياسات قياس التعكر ، والتي يتم إجراؤها بنفس ترتيب قياس الامتصاص. ومع ذلك ، لا يمكن قياس المحاليل ذات التعكر المنخفض (امتصاص ضعيف) بواسطة الأداة.

خطأ قياس مطلق ، انتقال الضوء ± 1٪ ؛ الاختلاف في قراءات الجهاز 0.2٪ (مطلق).

ميعاد. معلومات تقنية. تم تصميم المقاييس اللونية الكهروضوئية لأنواع KFK و FEK-56M و FEK-56 لقياس الإرسال أو الكثافة الضوئية للحلول في نطاق 315-630 نانومتر وتحديد تركيز المواد في محلول بالطرق الضوئية. تتيح الأدوات أيضًا إمكانية إجراء قياسات نسبية لشدة تشتت المعلقات والمستحلبات والمحاليل الغروانية في الضوء المرسل. يمكن تجهيز أدوات FEK-56M و FEK-56 بجهاز معايرة TPR إضافي ، والذي يسمح بالمعايرة بقياس الضوء.

توفر جميع الأجهزة المدروسة قياس الإرسال من 100 إلى 5٪ (A = 0-1.3). يُستخدم قسم مقياس الإرسال من٪ 5 إلى٪ 0.1 (A = 1.3-3) للقياسات التقريبية. لا يتجاوز الخطأ المطلق للجهاز عند قياس الإرسال T = 1٪. لا يتجاوز الانحراف المعياري لتحديد الإرسال بناءً على نتائج 10 قياسات S T = 0.3٪ * (0.003).

الجدول 1. خصائص مرشحات الضوء لأجهزة KFK و FEK-56M و FEK-56

كمصدر للضوء في جهاز KFK ، يتم استخدام المصباح المتوهج KGM 6.3-15 (6.3 فولت ، 15 واط) ، والذي يمكن تشغيله في نطاق الطول الموجي من 315-630 نانومتر. في أجهزة FEK-56 و FEK-56M ، يتم استخدام المصباح المتوهج RN-35 (8 فولت ، 35 واط) ومصباح الزئبق الكوارتز DRK 120 للضغط الفائق بقوة 120 واط ، مما يوفر القدرة على العمل في النطاق من 315-630 نانومتر. جميع الأجهزة مزودة بمجموعة من المرشحات الضوئية ضيقة النطاق ، الخصائص الطيفيةالتي يتم عرضها في الجدول. 1.

التخطيط البصري والرؤية العامة للمقاييس الضوئية. تحتوي أجهزة القياس الضوئية KFK و FEK-56M و FEK-56 على مخطط بصري شائع موضح في الشكل. 10.

أرز. 10.

تدفق الضوء من مصدر الضوء 1 ، الذي يمر عبر مرشح الضوء 2 ، يدخل المنشور 3 ، الذي يقسم التدفق إلى قسمين: اليسار واليمين. علاوة على ذلك ، تمر التدفقات المتوازية عبر فتحات 4-4 أو 4-4 "، فتحات 5.6 وتسقط على الخلايا الكهروضوئية 7 ، متصلة وفقًا لدائرة تفاضلية من خلال مكبر للصوت التيار المباشرعلى مقياس ميكرومتر. Cuvette 4 مع مذيب (أو محلول مرجعي) أو cuvette 4 "بمحلول الاختبار يمكن إدخاله بالتتابع في تدفق الضوء الأيمن. يغير الحجاب الحاجز المنزلق 5 ، الموجود في تدفق الضوء الأيمن ، قيمة تدفق الضوء الواقع على الخلية الكهروضوئية اليمنى عندما تدور الأسطوانة المرتبطة بها.

يظهر مظهر مقياس ضوئي KFK في الشكل. أحد عشر.

أرز. أحد عشر.

على عكس هذا الجهاز ، فإن الطراز السابق - FEK-56M مجهز بمقبض واحد لضبط الحساسية 9 ، والطراز السابق - FEK-56 - مع مصباح مؤشر بدلاً من مقياس ميكرومتر 1. ومع ذلك ، في الحالة الأخيرة ، للتسجيل معادلة شدة تدفقات الضوء اليمنى واليسرى ، من الممكن استخدام مقياس ميكرومتر عن بعد بدلاً من مصباح مؤشر

إجراءات التشغيل. تعليمات عامة. إجراء تحديد تركيز مادة ما في كل من المحاليل الملونة والعاكرة هو نفسه. لذلك ، فإن الوصف التالي لتقنية القياس (T أو A) شائع لكل من قرارات القياس الضوئي والقياس التعكر.

يمكن إجراء القياسات على الجهاز بعد 15-20 دقيقة من تشغيل مصدر الطاقة والمصباح المتوهج ، عندما يحدث وضع مستقر لعمله.

يجب عدم ترك مصباح الزئبق بالجهاز قيد التشغيل دون داع ، لأن هذا يقلل من عمر الخدمة ، بالإضافة إلى أن المصباح يسخن مرشحات الضوء بالجهاز ، وهو أمر غير مرغوب فيه. إذا كان هناك استراحة في العمل لأكثر من 20 دقيقة ، فيجب إطفاء مصباح الزئبق.

في بعض الأحيان ، عند العمل مع بعض مرشحات الضوء (الأجهزة FEK-36M ، FEK-56) ، يكون تدفق الضوء الداخل إلى الخلايا الضوئية مرتفعًا بشكل مفرط ، مما يؤدي إلى عدم استقرار الجهاز. يتجلى ذلك في تذبذب إبرة مقياس ميكرومتر. في مثل هذه الحالات ، من الضروري تقليل حساسية دائرة مقياس ضوئي عن طريق تدوير مقبض الحساسية في اتجاه عقارب الساعة ؛ أو ، إذا ظل عدم الاستقرار مرتفعًا ، فقم بتثبيت ممتصات مطبقة على الجهاز في حزمة الحزمة. يتم تثبيت المخمدات في نوافذ خفيفة في حجرة الكوفيت.

قياس الإرسال أو الكثافة الضوئية للمحلول. يتم إجراء القياسات مع إغلاق غطاء حجرة الكوفيت. بادئ ذي بدء ، تم ضبط "الصفر الكهربائي" للجهاز. للقيام بذلك ، باستخدام المقبض 3 (انظر الشكل 11) حجب تدفق الضوء بستارة. باستخدام المقبض 10 ، اضبط سهم مقياس ميكرومتر على "C" ، وبعد ذلك يتم فتح الستارة.باستخدام المقبض 11 ، يتم إدخال مرشح الضوء المحدد في تدفق الضوء. يتم إجراء جميع القياسات عند حساسية الدائرة الكهربائية من 1 إلى 3 أقسام من مقياس ميكرومتر عند فتح غشاء القياس بمقبض انتقال من 6 إلى 1 ٪. يتم ضبط الحساسية المحددة للجهاز عن طريق تدوير المقابض 4 و 9 - على جهاز KFK والمقابض 9 - على جهاز FEK-56M.

يتم تركيب كفيت مع مذيب (أو محلول مرجعي ، محلول "فارغ") في تدفق الضوء الأيسر طوال فترة القياس. إذا لم يكن المذيب ملونًا ، فمن المستحسن وضع كفيت بالماء المقطر في التدفق الأيسر لاستبعاد إمكانية تسخين الخلية الكهروضوئية اليسرى بواسطة حرارة تدفق الضوء. يتم وضع الكوفيت مع محلول الاختبار في تيار الضوء الأيمن. تم ضبط الأسطوانة اليمنى 7 على 100 على مقياس النقل عن طريق تدوير المقبض 6. عن طريق تدوير الأسطوانة اليسرى (المقبض 8) ، يتم ضبط مؤشر ميكرومتر على "0". إذا لم يكن من الممكن ضبط "0" مع الأسطوانة اليسرى ، فيجب تثبيت المخفف "1" أو "2" من مجموعة الجهاز في تدفق الضوء الأيمن (في نافذة الضوء). ثم ، عن طريق تدوير المقبض 5 في التدفق الصحيح ، يتم استبدال الكوفيت الذي يحتوي على المحلول بواسطة الكوفيت بالمذيب (أو المحلول المرجعي). في هذه الحالة ، يتم إزاحة سهم مقياس ميكرومتر المعين على "O". من خلال تدوير أسطوانة القياس اليمنى ، يتم تحقيق موضع الصفر الأولي للسهم ويتم قراءة ناقل الحركة (الكثافة الضوئية) لمحلول الاختبار على مقياس الأسطوانة اليمنى 7.

في بعض الحالات ، خاصة عند دراسة التبعيات الحركية ، تُستخدم أيضًا تقنية قياس أخرى. أولاً ، يتم وضع الكوفيتات التي تحتوي على مذيب نقي (أو محلول "فارغ") في كلا مجري الضوء ، عن طريق تدوير المقبض 6 ، يتم ضبط الأسطوانة اليمنى 7 على قراءة 100 على مقياس النقل وبتدوير أسطوانة التعويض اليسرى (مقبض 8) يتم ضبط إبرة مقياس التيار على "0". بعد ذلك ، يتم وضع الكوفيت مع المحلول الذي تم تحليله في حامل الكوفيت الأيسر ويتم ضبط مؤشر مقياس الميكرومتر مرة أخرى على "0" عن طريق تدوير أسطوانة القياس اليمنى. تؤخذ قراءات الكثافة الضوئية على مقياس الأسطوانة اليمنى

لتجنب الأخطاء العرضية التي قد تحدث أثناء عملية القياس ، يوصى بعدم قصر نفسك على قياس واحد. عند القياس ، يجب إحضار أسطوانة الحجاب الحاجز للقياس إلى الفهرس T (A) على جانب واحد لإزالة تأثير رد الفعل العكسي في الآلية.

عند تحديد تركيز مادة في محلول ، يوصى بمراعاة التسلسل التالي في العمل:

اختيار مرشح الضوء - إذا كان طيف الامتصاص للمحلول الذي تم تحليله غير معروف ، فسيتم تحديد شكله التقريبي على النحو التالي. يتم تعبئة الكوفيت بمحلول الاختبار ويتم قياس كثافته الضوئية بالتتابع باستخدام جميع المرشحات. وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها ، تم بناء منحنى A \ u003d f (؟) ؛ اختر منطقة الطيف حيث يكون للكثافة الضوئية ، أولاً ، قيمة قصوى ، وثانيًا ، تتغير قليلاً مع تغيير الطول الموجي. يتم اختيار مرشح الضوء ، حيث تتوافق منطقة الإرسال الأقصى مع قسم طيف الامتصاص لمحلول الاختبار المذكور أعلاه. إذا تم استيفاء هذه الشروط للعديد من مرشحات الضوء ، فاختر المرشح الذي تكون حساسية الخلية الكهروضوئية فيه أعلى. يمكن أيضًا اختيار مرشح الضوء وفقًا لأعلى قيمة للكثافة البصرية المقاسة للمحلول.

اختيار الكوفيت - يتحدد من خلال النطاق الأمثل للكثافات البصرية المقاسة. الأجهزة FEK-56M ، KFK مجهزة بمجموعات من الأغطية (الجدول 2):

الجدول 2. خصائص الكوفيت

بالإضافة إلى ذلك ، بناءً على طلب إضافي من العملاء ، يمكن تجهيز جهاز KFK بحامل ومجموعة من microcuvettes للتحليل الدقيق (الجدول 3):

الجدول 3. توصيف microcuvettes

المعرفة المكتسبة حول هذا الموضوع ضرورية لفهم مبدأ تشغيل مقياس الألوان الكهروضوئي ، وهو جهاز بصري يستخدم على نطاق واسع في المختبر السريري للطرق اللونية للبحث الكيميائي الحيوي.

الهدف: معرفة كيفية قياس تركيز محلول باستخدام قياس تركيز الألوان.

لتحقيق الهدف من الضروري:

أ) دراسة الأدبيات المتعلقة بموضوع العمل ، قسم "امتصاص وتشتت الضوء".

ب) أجب على الأسئلة.

1. كيف تمت صياغة قانون بوجوير؟

2. كيف تتم كتابة المعادلة التفاضلية لقانون بوغير ، وما المعنى المادي للكميات المدرجة فيه؟

3. في أي شكل كتبت المعادلة التكاملية لقانون بوغير ، معنى الكميات الواردة فيها؟

4. ما يسمى معامل الامتصاص المولي ، وكيف يعتمد على الطول الموجي للضوء؟

5. ما يسمى نفاذية الحل ، وكيف يتم التعبير عنها تحليليًا وما الذي يعتمد عليه؟

6. ما يسمى الكثافة الضوئية للمحلول ، وكيف يتم التعبير عنها تحليليًا وما الذي يعتمد عليه؟

7. ما هي طريقة قياس الألوان النسبي؟

8. ما هي العناصر الرئيسية التي يتكون منها المخطط البصري لقياس الألوان؟

9. كيف يتم تحديد تركيز غير معروف من تركيز معروف لمحلول من نفس المادة باستخدام مقياس الألوان؟

10. في أي بحث طبي حيوي يستخدم مقياس ضوئي؟

التبني النظري للبحث

عندما يمر الضوء عبر طبقة من المادة ، تقل شدته. الانخفاض في الشدة هو نتيجة تفاعل موجة الضوء مع الجسيمات (الذرات والجزيئات) من مادة ما ، ونتيجة لذلك يتم نقل جزء من الطاقة الضوئية إلى المادة. هذه الظاهرة تسمى امتصاص الضوء.

دعونا نؤسس قانون امتصاص الضوء بالمادة.

دع حزمة من الأشعة أحادية اللون المتوازية ذات الطول الموجي تمر عبر مادة متجانسة. دعونا نفرد طبقة أولية من المادة بسمك (الشكل 1). عندما يمر الضوء من خلال هذه الطبقة ، شدتها أناالنقصان. يتناسب التغيير في الشدة مع شدة الضوء الساقط وسمك الطبقة

أين هو مؤشر امتصاص طبيعي أحادي اللون ، اعتمادًا على خصائص الوسط. تعني العلامة "-" أن شدة الضوء تتناقص.

دعونا نجد شدة الضوء الذي يمر عبر طبقة من المادة بسمك إذا كانت شدة الضوء الداخل للطبقة. للقيام بذلك ، نقوم بدمج التعبير (1) ، بعد فصل المتغيرات مسبقًا

هذا هو قانون بوجير. يوضح أن شدة الضوء تتناقص بشكل كبير إذا زادت سماكة الطبقة بشكل كبير.

مؤشر الامتصاص الطبيعي أحادي اللون هو عكس المسافة التي يتم عندها تخفيف شدة الضوء عن طريق الامتصاص في وسط في همرة واحدة.

في بعض الأحيان يتم كتابة قانون بوجير كـ

,

أين هو مؤشر الامتصاص أحادي اللون العشري.

تمتص المادة الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف ، لذا فإن معدلات الامتصاص وتعتمد على الطول الموجي.

يتناسب الامتصاص الطبيعي أحادي اللون لمحلول مادة ماصة في مذيب غير ماص مع التركيز معالحل (قانون بير):

أين و هي معدلات الامتصاص أحادية اللون الطبيعية والعشرية المتعلقة بتركيز المادة.

ينطبق قانون بير فقط على الحلول المخففة. في المحاليل المركزة ، يتم انتهاكها بسبب تأثير التفاعل بين الجزيئات المتقاربة من مادة الامتصاص. باستبدال التعبيرات (3) في (2) ، نحصل على قانون Bouguer-Lambert-Beer:

النسبة تسمى النفاذية. الكثافة الضوئية للمادة هي

من التعبيرات (4) و (5) نحصل عليها

يرتكز قانون Bouguer-Lambert-Beer على قياس ألوان التركيز: طرق قياس الضوء لتحديد تركيز مادة ما في امتصاص المحاليل الملونة. يستخدم قياس ألوان التركيز طرقًا مرتبطة ببعض أشكال القياس الضوئي ، أي تغيير شدة الضوء.

من الناحية العملية ، عادةً ما تكون المعاملات المولية للمواد المختلفة غير معروفة ، لذلك يتم تحديد تركيز المادة في المحلول بالطريقة النسبية. تستخدم الطريقة النسبية مخطط قياس ثنائي الشعاع ، والذي يتم تنفيذه في مقياس الألوان الكهروضوئي.

المهمة المنجزة في المختبر.

أوجد اعتماد امتصاص الضوء في محلول معين على الطول الموجي ، وحدد الطول الموجي لأقصى امتصاص. أنشئ رسمًا بيانيًا للمعايرة باستخدام ضوء بطول موجي يساوي عدة حلول ، ومن هذا الرسم البياني ابحث عن التركيز المجهول.

الدعم الفني للبحث.

للبحث ، يتم استخدام مقياس كهروضوئي KFK-2-YXL 4.2 (الشكل 3) ومجموعة من المحاليل من نفس المادة بتركيزات مختلفة ، يشار إلى تركيزات المحاليل على القوارير.

مناهج البحث العلمي.

تمرين 1. تحديد أقصى امتصاص للمادة

1. قم بتشغيل الجهاز في الشبكة.

2. قم بتركيب مرشح اللون رقم 1 المقابل لطول موجة 315 نانومتر.

3. صب المذيب في كفيت واحد من مقياس الألوان ، ومحلول بتركيز معروف في الآخر.

4. اضبط الجهاز باستخدام المقبض "1" (الشكل 3) بحيث يمر الضوء عبر الكوفيت مع المذيب.

5. استخدم مقابض "الحساسية" و "الدقيقة" و "الخشنة" (الشكل 6) لضبط الجهاز على "صفر" على مقياس الكثافة البصرية.

6. حرك المقبض "1" إلى الموضع عندما يمر الضوء عبر الكوفيت مع المحلول.

7. على المقياس الأدنى للجهاز ، اقرأ قيمة الكثافة الضوئية (الشكل 5) واكتبها في الجدول 1.

الجلفانومتر إلى الصفر.

8. كرر ص. 2-7 مرشحات أخرى. سجل نتائج القياس في الجدول 1.

9. ص 1-8 كرر 4 مرات. أوجد متوسط ​​الكثافة الضوئية. سجل نتائج القياس في الجدول 1.

10. ارسم الرسوم البيانية لاعتماد الكثافة الضوئية للمحلول على الطول الموجي للضوء.

11. وفقًا للرسم البياني ، حدد مرشح اللون الذي يتوافق مع أعلى كثافة بصرية.

الجدول 1

رقم المرشح	الطول الموجي λ، (نانومتر)	الكثافة البصرية د 1	الكثافة البصرية د 2	الكثافة البصرية د 3	الكثافة البصرية د 4

تمرين 2. تحديد التركيز المجهول لمحلول ما

1. قم بتثبيت مرشح الضوء المحدد في الفقرة 11 من التمرين 1.

2. عن طريق وضع المحاليل ذات التركيزات المختلفة في كفيت ، قم بقياس كثافتها الضوئية.

3. قياس 4 مرات لكل تركيز. أوجد متوسط ​​الكثافة الضوئية لكل تركيز محلول. أوجد الخطأ التجريبي.

3. أدخل نتائج القياس في الجدول 2.

4. باستخدام البيانات الموجودة في الجدول ، قم برسم الكثافة الضوئية مقابل التركيز المعروف للمحلول (مخطط المعايرة) ، مع رسم خطأ القياس على قطعة الأرض.

5. ضع محلولًا بتركيز غير معروف في الكوفيت وقم بقياس كثافته البصرية.

5. من مخطط المعايرة ، حدد التركيز غير المعروف والخطأ التجريبي.

الجدول 2

تركيز	الكثافة البصرية د 1	الكثافة البصرية د 2	الكثافة البصرية د 3	الكثافة البصرية د 4

قم بعمل استنتاجات حول العمل ، وقم بإعداد تقرير وتسليمه إلى المعلم.

مقياس الألوان الكهروضوئي - مقياس النيفيلومتر FEK-56 M هو أداة متعددة الأغراض. يمكن استخدامه لتحديد تركيز المحاليل الملونة ، وكذلك لقياس النفاذية أو الكثافة الضوئية لمادة (محلول ، مستحلب). يتكون الجهاز من كتلتين: وحدة تزويد الطاقة 1 ووحدة قياس 2. تضمن وحدة تزويد الطاقة عمل جميع أنظمة الجهاز ؛ وهي متصلة بوحدة القياس باستخدام كابل متعدد النواة. توجد وحدة القياس في مبيت مع لوحة أمامية مشطوفة. وهو يشتمل على مجموعة حامل الكوفيت ، وأغشية قياس مع براميل قراءة ، ومكبر للصوت ، ومقياس ميكرومتر ، ومجموعة مرآة ، ومجموعة إضاءة ، ومجموعة كهروضوئية. يظهر العرض العام للجهاز وموقع عناصر التحكم الرئيسية في الشكل. 3.

1 - مزود الطاقة ؛ 2 - كتلة القياس ؛ 3 - غطاء

4 - وحدة الإضاءة ؛ 5 - مقبض لمنع تدفق الضوء ؛

6 - مقبض الحجاب الحاجز الأيمن ؛ 7 - مقبض لتثبيت الكوفيت ؛

8 - مقبض الحجاب الحاجز الأيسر ؛ 9 - مقبض مفتاح مرشح الضوء ؛ 10 - مقبض تعديل صفر.

يتم فحص الجهاز و إعداد إضافيلا يخضع ل.

يوجد على الجانب الأمامي من لوحة كتلة القياس مقياس ميكرومتر ومقاييس قراءة. يوجد على الوجه العلوي للجهاز غطاء 3 يغطي جزء القناة البصرية للجهاز ، حيث توجد كتل حامل الكوفيت والأوعية. خلف الغطاء 3 ، بالقرب من وحدة الإضاءة 4 ، يوجد مقبض 5 ، يتم من خلاله حظر تدفق الضوء عند ضبط الصفر الكهربائي للجهاز. على الجانب الأيمن يوجد مقبض 6 من الحجاب الحاجز الأيمن ، مقبض 7 (أصغر) لتبديل الأوعية في قناة الضوء اليمنى. على وجه الجانب الأيسر - مقبض 8 من غشاء القياس الأيسر ، مقبض 9 من مفتاح مرشح الضوء. يتم استخدام مقابض أصغر ، تقع في مستوى منخفض قليلاً ، لضبط الجهاز. يجب عليك استخدام المقبض 10 المميز بالجهاز بكلمة "صفر".

أرز. 4

يظهر المخطط البصري لجهاز FEK-56 M في الشكل. 4. يدخل شعاع الضوء من مصدر الضوء 11 ، الذي يمر عبر مرشح الضوء 12 ، المنشور 13 ، الذي يقسم الشعاع إلى قسمين: يسار ويمين. نظرًا لأن مصدر الضوء يتم وضعه في بؤرة العدسات 15 ، فإن حزم الضوء المنعكسة من المرايا 14 ، التي تمر عبر العدسات ، تخرج متوازية. علاوة على ذلك ، تمر الحزم المتوازية عبر الكوفيتات 16 ، والأغشية المنزلقة 17 ، ثم تسقط على الخلايا الكهروضوئية 18. يتم قياس شعاع الضوء الأيمن (في الرسم البياني أعلاه) ، والشعاع الأيسر هو التعويض.

إجراءات العمل

انتباه!يتم تشغيل الجهاز فقط لمدة القياسات. تجنب ارتفاع درجة حرارة المكونات الضوئية للجهاز!

1. في الحجرة ، المغطاة بالغطاء 3 ، يتم تركيب كفيت مع محلول الاختبار في حوامل كفيت خاصة ، بجانبها كفيت مع مذيب وكوفيت بالماء المقطر. يتم إجراء هذه العملية بواسطة مساعد مختبر.

2. قبل توصيل الجهاز بالتيار الكهربائي ، استخدم المقابض 6 و 8 لقراءة 100 بالمقياس الأسود. استخدم المقبض 5 لمنع أشعة الضوء في الجهاز ، مما يمنحه الموضع الصحيح.

3. قم بتشغيل سلك الطاقة الخاص بمصدر الطاقة ، وقم بتشغيل مفتاح التبديل الموجود على جسم مصدر الطاقة. دع الجهاز يسخن لمدة 2-3 دقائق.

4. اضبط الصفر الكهربائي للجهاز ، باستخدام المقبض 10 ، اضبط مؤشر مقياس ميكرومتر على "صفر".

5. بعد هذه العملية ، تكون الأداة جاهزة للتشغيل. حرك المقبض 5 إلى الموضع الأيسر ، حيث تكون تيارات الضوء مفتوحة. بعد فتح الغطاء 3 قليلاً ، تأكد من أن الكوفيت الذي يحتوي على المحلول ، وليس المذيب ، موجود في شعاع الضوء للقناة البصرية اليمنى. إذا كان هناك كفيت به مذيب في شعاع الضوء للقناة اليمنى ، فقم بتدوير المقبض 7 لآلية حامل الكوفيت نحوك ، قم بتغيير موقع الكوفيت.

ملحوظة:في اليسار قناة بصريةيوجد كفيت بالماء المقطر لحماية عقد القناة من الحرارة الزائدة. يجب إغلاق الغلاف 3 أثناء القياسات!

6. بسبب امتصاص وتشتت الضوء بواسطة المحلول ، سوف يسقط شعاع ضوئي أصغر على الخلية الكهروضوئية اليمنى ، وإبرة مقياس ميكرومتر بعد العملية 5 لن تقف عند "الصفر". من خلال تدوير أسطوانة الحجاب الحاجز الأيسر المنزلق (المقبض 8) ، قم بموازنة شدة كل من تدفق الضوء ، بينما يتم ضبط إبرة مقياس الميكرومتر على "صفر".

7. أدر مقبض 7 من حامل الكوفيت بعيدًا عنك. ستحل آلية حامل الكوفيت محل الكوفيت بالمحلول الموجود في القناة البصرية اليمنى مع الكوفيت الذي يحتوي على المذيب. سيختل توازن تدفقات الضوء ، وبعد ذلك ، عن طريق تدوير المقبض 6 للأسطوانة اليمنى ، قم بإعادة توازن التدفقات (أعد إبرة مقياس الميكرومتر إلى "الصفر").

8. خذ قراءة بالمقياس الأسود للأسطوانة اليمنى. تعطي هذه القراءة معامل الشفافية لحل الاختبار بالنسبة المئوية. أدخل القيمة في الجدول ككسر عشري (يُظهر معامل الشفافية نسبة تدفق الضوء عبر المحلول).

9. خذ قراءة بالمقياس الأحمر للأسطوانة اليمنى. يحدد الكثافة الضوئية للمحلول:. سجل هذه القيمة في جدول نتائج القياس.

10. القيم التي تم الحصول عليها ويمكن استخدامها للحصول عليها الخصائص البدنيةالمحلول (المستحلب) - معامل الامتصاص في قانون بوجوير ومعامل البيرة ، حيث - طول الكوفيت ؛ معهو تركيز المحلول. يتم إعطاء قيم الأخير في الجدول 1.

11. سيتم تعليق العمليات 5-9 مع مرشحات الضوء رقم 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9. يتم تبديل مرشحات الضوء بالمقبض 9. توضح الأرقام الموجودة على مقياس المقبض المرشحات التي تم تشغيلها. يتم عرض خصائص مرشحات الضوء في الجدول 1.