Измерение оптической плотности жидких сред
Анализ результатов измерения калориметром фотоэлектрическим коэффициентов пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий, коллоидных растворов (водный р-р перманганата калия, йода, бриллиантового зеленого) в проходящем свете; определение концентрации веществ.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.02.2014 |
| Размер файла | 118,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа. Измерение оптической плотности жидких сред
Цель работы: измерение коэффициентов пропускания рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете, а также определение концентрации веществ.
Перечень оборудования, приборов, инструментов и измерительной техники: калориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2.
Объекты испытания: водные растворы перманганата калия, йода, бриллиантового зеленого.
1. Теоретическая часть
Принцип измерения коэффициента пропускания состоит в том, что на фотоприемник направляются поочередно световые потоки полный Foл и прошедший через исследуемую среду Fл и определяется отношение этих потоков. Отношение потоков есть коэффициент пропускания ф исследуемого раствора:
, [%] (1)
На калориметре это отношение определяется следующим образом. Вначале в световой пучок помещают кювету с растворителем или контрольным раствором. Изменением чувствительности колориметра добиваются, чтобы отсчет по шкале коэффициентов пропускания колориметра nl был равен 100 дел. Таким образом, полный световой поток Foл условно принимается равным 100%. Затем, в световой пучок помещают кювету с исследуемым раствором. Полученный отсчет n2 по шкале коэффициентов пропускания колориметра будет соответствовать Fл. Следовательно, коэффициент пропускания исследуемого раствора в процентах будет равен n2, т.е.:
калориметр рассеивающая взвесь концентрация
, (2)
Оптическая плотность Д определяется по формуле:
, (3)
1 - регистрирующий прибор (микроамперметр); 2 - осветитель; 3 - ручка ввода светофильтра в световой поток; 4 - ручка переключения кювет в световом пучке; 5 - ручка ввода фотоприемника в световой поток; 6 - ручка установки чувствительности; 7 - крышка кюветного отделения
Рисунок 1 - Калориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2
2. Методика проведения измерений
Колориметр включите в сеть за 15 минут до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед фотоприемниками перекрывает световой пучок).
Введите необходимый по роду измерения цветной светофильтр.
Установите минимальную чувствительность колориметра. Для этого ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ установите в положение 1, ручку УСТАНОВКА 100 ГРУБО - в крайнее левое положение.
Перед измерениями и при переключении фотоприемников проверяйте установку стрелки колориметра на 0 по шкале коэффициентов пропускания Т при открытом кюветном отделении. При смещении стрелки от нулевого положения, ее подводят к нулю с помощью потенциометра НУЛЬ, выведенного под шлиц.
В световой пучок поместите кювету с растворителем или контрольным раствором, по отношению к которому производятся измерения.
Закройте крышку кюветного отделения.
Ручками ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО и ТОЧНО установите отсчет 100 по шкале колориметра.
Затем, поворотом ручки 4 (рисунок 1) кювету с растворителем или контрольным раствором замените кюветой с исследуемым раствором.
Снимите отсчет по шкале колориметра, соответствующий коэффициенту пропускания исследуемого раствора в процентах. Для регистрирующего прибора типа М907-10 отсчет снимите по шкале Д в единицах оптической плотности.
Измерение проведите 3-5 раз и окончательное значение измеренной величины определите как среднее арифметическое из полученных значений.
При определении концентрации вещества в растворе следует соблюдать следующую последовательность в работе:
выбор светофильтра;
выбор кюветы;
измерение оптической плотности исследуемого раствора и определение концентрации вещества в растворе.
Выбор светофильтра.
Наличие в колориметре узла светофильтров и набора кювет позволяет подобрать такое их сочетание, при котором погрешность в определении концентрации будет наименьшей.
Проводится выбор светофильтров следующим образом.
Налейте раствор в кювету и определите оптическую плотность для всех светофильтров.
По полученным данным постройте кривую, откладывая по горизонтальной оси длины волн, соответствующие максимуму коэффициента пропускания светофильтров, а по вертикальной оси - соответствующие значения оптической плотности раствора. Отметьте тот участок кривой, для которого выполняются следующие условия:
оптическая плотность имеет максимальную величину;
ход кривой примерно параллелен горизонтальной оси, т.е. оптическая плотность мало зависит от длины волн (второе условие может для некоторых растворов не иметь места, тогда при выборе светофильтра ограничиваются выполнением первого условия).
Светофильтр для работы выбирается так, чтобы длина волны, соответствующая максимуму коэффициента пропускания светофильтра, приходилась на отмеченный выше участок спектральной кривой испытуемого раствора.
Если эти условия выполняются для нескольких светофильтров, то выберите тот из них, для которого чувствительность колориметра выше.
Выбор кюветы.
Предварительный выбор кювет производится визуально, соответственно интенсивности окраски раствора. Если раствор интенсивно окрашен (темный), следует пользоваться кюветами с малой рабочей длиной. В случае слабо окрашенных растворов рекомендуется работать с кюветами с большой рабочей длиной.
В предварительно подобранную кювету налейте раствор и измерьте его оптическую плотность, введя в ход лучей соответствующий для данного раствора светофильтр.
При измерении ряда растворов кювету заполняйте раствором средней концентрации. Если полученное значение оптической плотности составляет примерно 0,3-0,5 - выберите данную кювету для работы с этим раствором, а если условие не выполняется - испробуйте другую кювету.
3. Результаты измерений
Таблица 1 - Определение коэффициента пропускания светофильтра
|
Наименование материала |
Положение |
Светофильтр |
Т, % |
D |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Вода, вода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
400 |
67 48 68 48 67,5 47 68 47 68 47,5 |
0,17 0,132 0,17 0,32 0,17 0,31 0,17 0,32 0,17 0,315 |
|
|
Вода, вода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
540 |
55 51,3 54,5 51 54,5 51,3 54,5 51 54,5 51,3 |
0,26 0,29 0,26 0,29 0,261 0,28 0,261 0,29 0,261 0,28 |
|
|
Вода, вода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
590 |
66 65 66,3 65 65 66 65 66 65 66,3 |
0,18 0,19 0,18 0,19 0,18 0,19 0,18 0,19 0,18 0,19 |
|
|
Вода, вода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
750 |
42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 |
0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 |
|
|
Вода, Раствор бриллиантового зеленого |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
400 |
19,7 12 14,5 11,8 20,5 12 21 12 21,3 12 |
0,69 0,9 0,84 0,92 0,789 0,91 0,68 0,9 0,68 0,9 |
|
|
Вода, раствор бриллиантового зеленого |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
540 |
79,5 65 79,8 65 79,8 65 79,5 65 79,7 65 |
0,099 0,19 0,1 0,19 0,1 0,189 0,1 0,19 0,1 0,189 |
|
|
Вода, раствор бриллиантового зеленого |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
590 |
48,5 30,5 47,8 35,4 55,4 35,4 46,8 30 47 30 |
0,31 0,51 0,32 0,44 0,26 0,44 0,33 0,51 0,329 0,52 |
|
|
Вода, раствор бриллиантового зеленого |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
750 |
59,5 56 59,5 56 59,5 39 41 39 41 39 |
0,38 0,41 0,38 0,41 0,38 0,41 0,38 0,41 0,38 0,41 |
|
|
Вода, раствор йода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
400 |
89 21 84 21 55 21 66 29 89 21 |
0,06 0,69 0,075 0,69 0,19 0,69 0,18 0,52 0,05 0,68 |
|
|
Вода, раствор йода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
540 |
58 41 58 41 58 44 79 57 69 57 |
0,24 0,38 0,24 0,38 0,24 0,35 0,1 0,25 0,16 0,25 |
|
|
Вода, раствор йода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
590 |
62 49 62 49 63 49 63 49 63 49 |
0,2 0,3 0,22 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 |
|
|
Вода, раствор йода |
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 |
750 |
40 44 40 42 58 36 40 35 57 46 |
0,39 0,36 0,39 0,38 0,24 0,42 0,39 0,45 0,24 0,34 |
На основании полученных данных производится статистическая обработка и анализ результатов опыта.
4. Статистическая обработка и анализ результатов опыта
Таблица 2 - Статистическая обработка и анализ результатов определения коэффициента пропускания светофильтра
|
Наименование показателя |
Номер серии |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
Вода, положение 1, светофильтр 400, Т, % |
67 68 67,5 68 68 |
19,7 14,5 20,5 21 21,3 |
89 84 55 66 89 |
||
|
1. Отбраковывают аномальные результаты yi min yi max yi cp |
67 68 67,7 0,44 1,03 |
14,5 21,3 19,4 9,79 25,2 |
55 89 76,6 16,2 28,2 |
||
|
2. Вычисляют среднее арифметическое значение |
67,6 |
18,4 |
73,5 |
||
|
53,17 |
|||||
|
3. Вычисляют среднее квадратическое отклонение |
± 30,25 |
||||
|
4. Определяют коэффициент вариации |
± 56,9 |
||||
|
5. Оценивают точность испытаний: а) средняя погрешность среднеарифметического: б) показатель точности: |
± 17,46 ± 67,16 |
Таблица 3 - Статистическая обработка и анализ результатов определения коэффициента пропускания светофильтра
|
Наименование показателя |
Номер серии |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
Вода, положение 1, светофильтр 400, D |
0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 |
0,69 0,84 0,78 0,68 0,68 |
0,06 0,075 0,18 0,05 0,068 |
||
|
1. Отбраковывают аномальные результаты yi min yi max yi cp |
0,17 0,17 0,17 0 0 |
0,68 0,84 0,74 13,5 8,1 |
0,05 0,19 0,11 72,7 54,5 |
||
|
2. Вычисляют среднее арифметическое значение |
0,17 |
0,75 |
0,12 |
||
|
3. Вычисляют среднее квадратическое отклонение |
0,35 |
||||
|
4. Определяют коэффициент вариации |
|||||
|
5. Оценивают точность испытаний: а) средняя погрешность среднеарифметического: б) показатель точности: |
На основании статистической обработки и анализа результатов опыта делается вывод. Вывод: Показатель точности характеризует надежность результатов опытов. Чем он больше, тем надежнее результаты исследования. Т.к. показатель точности данного опыта превышает 95 %, то точность опыта считается удовлетворительной. Необходимо провести ряд дополнительных измерений.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Решение экспериментальных задач по определению плотности твердых веществ и растворов, с различной массовой долей растворенного вещества. Измерение плотности веществ, оценка границ погрешностей. Установление зависимости плотности растворов от концентрации.
курсовая работа [922,0 K], добавлен 17.01.2014Зависимость оптической плотности от концентрации вещества в растворе и толщины поглощающего слоя. Ознакомление с устройством и принципом работы спектрального прибора, его назначение; определение плотности и концентрации вещества на спектрофотометре.
лабораторная работа [34,1 K], добавлен 05.05.2011Методы измерения показателей преломлений и коэффициентов дисперсии оптического стекла. Измерение предельного угла выхода. Оптическая схема интерферометра ИТР-1. Измерение оптической однородности, коэффициента светопоглощения, двойного лучепреломления.
реферат [950,0 K], добавлен 17.11.2015Исследование растворов глюкозы, малахитового зеленого, метилового красного и фуксина с добавлением нанопорошка железа. Изучение процесса снижения концентрации указанных веществ за счет адсорбции на поверхности наночастиц и их осаждением в магнитном поле.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 05.09.2012Компьютерный расчет цветовых характеристик цветных стекол в колориметрической системе XYZ и компьютерной системе RGB. Расчет координат цветностей, доминирующей длины волны и степени окрашенности по данным спектров пропускания стекол различных марок.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 17.02.2015Способы измерения плотности вещества. Единицы ее измерения, обозначение и формула. Плотность как физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему. Классифицирующий признак плотности. Ее измерение с помощью ареометра и плотметра.
презентация [307,3 K], добавлен 21.11.2011- Физические принципы, заложенные в основу измерения концентрации вещества кондуктометрическим методом
Определение понятия концентрации как отношения числа частиц компонента системы, его количества или массы к объему системы. Характеристика методов измерения концентрации: хроматографических, электрохимических, селективных, спектроскопии и кондуктометрии.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.01.2012 Методика проведения испытаний по измерению линейной величины штангенциркулем. Особенности проведения точных измерений расстояний. Устройство микрометра, определение шага микрометрического винта. Измерение штангенциркулем и обработка результатов измерения.
лабораторная работа [155,5 K], добавлен 18.05.2010Изучение методики обработки результатов измерений. Определение плотности металлической пластинки с заданной массой вещества. Расчет относительной и абсолютной погрешности определения плотности материала. Методика расчета погрешности вычислений плотности.
лабораторная работа [102,4 K], добавлен 24.10.2022Изучение электропроводности твердых растворов ферритов. Анализ результатов опыта, которые позволяют утверждать, что в исследованных твердых растворах системы CoXMn1-XS реализуются переходы типа металл-диэлектрик как по температуре, так и по концентрации.
реферат [1,8 M], добавлен 21.06.2010Расчет среднеарифметического значения и среднеквадратического отклонения результатов наблюдений. Расчет коэффициентов корреляции результатов, инструментальных погрешностей, среднего значения величины косвенного измерения, абсолютных коэффициентов влияния.
курсовая работа [108,9 K], добавлен 08.01.2016Определение фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз, увеличения и оптической длины трубы микроскопа, показателя преломления и средней дисперсии жидкости, силы света лампочки накаливания и ее светового поля. Изучение законов фотометрии.
методичка [1023,5 K], добавлен 17.05.2010Устройства для измерения уровня освещенности. Разработка методики измерения. Определение освещенности с помощью селенового фотоэлемента. Измерение освещенности люксметром Ю117. Определение погрешности измерений. Область применения и работа прибора.
курсовая работа [680,7 K], добавлен 05.05.2013Термодинамические свойства растворов. Химический потенциал чистого компонента. Построение диаграмм плавкости квазирегулярных растворов. Параметры взаимодействия жидких и твердых растворов. Нахождение температурной зависимость энергии Гиббса реакции.
контрольная работа [212,6 K], добавлен 03.01.2016Прямые и косвенные измерения напряжения и силы тока. Применение закона Ома. Зависимость результатов прямого и косвенного измерений от значения угла поворота регулятора. Определение абсолютной погрешности косвенного измерения величины постоянного тока.
лабораторная работа [191,6 K], добавлен 25.01.2015Теории и методики измерения плотности горных пород способом гидростатического взвешивании. Метрологический контроль измерительного прибора. Плотность пород в естественном залегании. Определение плотности песчаника, гипса, аргиллита, гранита, алевролита.
лабораторная работа [401,7 K], добавлен 28.02.2016Исходные данные и расчетные формулы для определения плотности твердых тел правильной формы. Средства измерений, их характеристики. Оценка границы относительной, абсолютной погрешностей результата измерения плотности по причине неровности поверхности тела.
лабораторная работа [26,9 K], добавлен 30.12.2010Средняя квадратическая погрешность результата измерения. Определение доверительного интервала. Систематическая погрешность измерения величины. Среднеквадратическое значение напряжения. Методика косвенных измерений. Применение цифровых частотомеров.
контрольная работа [193,8 K], добавлен 30.11.2014Средства обеспечения единства измерений, исторические аспекты метрологии. Измерения механических величин. Определение вязкости, характеристика и внутреннее устройство приборов для ее измерения. Проведение контроля температуры и ее влияние на вязкость.
курсовая работа [465,3 K], добавлен 12.12.2010Понятие измерения в теплотехнике. Числовое значение измеряемой величины. Прямые и косвенные измерения, их методы и средства. Виды погрешностей измерений. Принцип действия стеклянных жидкостных термометров. Измерение уровня жидкостей, типы уровнемеров.
курс лекций [1,1 M], добавлен 18.04.2013
