Фотометрический анализ двухкомпонентных смесей

Определение качественного и количественного состава сложных растворов, состоящих из двух компонентов - часто встречающаяся задача в фармацевтике, химической промышленности, научных исследованиях и ряде других областей. Неразрушающий анализ таких смесей производится с помощью применения фотометров. Он основан на изучении спектра поглощения излучения окрашенными растворами. Необходимым условием для проведения такого исследования является соблюдение принципа аддитивности Фирордта. Он заключается в равенстве оптической плотности смеси невзаимодействующих компонентов сумме этих параметров для каждого ингредиента.

Методика анализа

Используемые приёмы зависят от расположения линейных спектров поглощения веществ по отношению друг к другу. Возможны три варианта:

• Области распределения длин волн не совпадают.
• Спектры поглощения частично перекрываются.
• Частотные диапазоны полностью накладываются один на другой. В этом случае невозможно определение концентраций компонентов фотометрическими методами.

В первом варианте взаимным влиянием спектров поглощений ингредиентов можно пренебречь. Анализ производится с помощью обычного подбора светофильтров для каждого вещества и изучения полученной узкой полосы длин волн в фотометре с широким рабочим диапазоном, например В-1200. В этом случае компоненты не мешают определению концентраций друг друга.

Во втором варианте процедура несколько усложняется. Чаще всего применяется расчётный метод Фирордта. Его суть заключается в следующем. Сначала строятся три градуировочных графика:

• для первого вещества при его длине волны поглощения;
• для второго компонента на этой же полосе частот;
• для него же, но в своей зоне поглощения.

Затем составляются два уравнения с неизвестными значениями концентраций каждого ингредиента. При этом используются формулы законов светопоглощения и аддитивности. После этого находят решения этой системы уравнений методами математического анализа. Таким образом, во втором случае проведение количественного анализа смеси хоть и трудоёмко, но всё же возможно.