Точность визуального тестового анализа в зависимости от способа построения цветовой шкалы
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
14, 19], он сводится к экспериментальной оценке стандартного отклонения визуального определения аналита (sс) вблизи искомой концентрации. Утроенная величина sс приравнивается значению сн.
.1.4.5 Предел обнаружения
Предел определения (сmin) - это наименьшее содержание аналита, при котором он может быть обнаружен по данной методике анализа вещества или материала с заданной доверительной вероятностью [11]. Из-за визуальной индикации компонента, который анализируют, на результат влияют случайные факторы: разная чувствительность человеческого глаза, освещенность, температура.
Методы оценки предела обнаружения визуальных тест-методик, которые применяются в наше время, базируются на роботах Н.П. Комаря [12] и содержат исследования частот обнаружения аналита в области ненадежной реакции путем многочисленных наблюдений. Частота обнаружения Р(с) - отношение положительного числа ответов наблюдателей к общему числу наблюдений.
Для оценки предела обнаружения авторы работ [13, 14] используют численный метод, проверяя гипотезы в соответствии экспериментальной зависимости вероятности Р(с) в области ненадежной реакции теоретическим функциям с помощью комплекса критериев: ?2, Колмогорова - Смирнова (?), коэффициентов асимметрии () и экiесса (?2). Гипотезу в соответствии эмпирического распределения тому или иному теоретическому принимают, если ?2експ < ?2P,f, ?експ < ?P,f, а оценки и ?2 близкие к нулю. Если эти условия выполняются для нескольких видов распределений, преимущество отдают тому, для которого значения всех расiитанных критериев будут наименьшие.
.2 Методы исследования процессов в прозрачных и непрозрачных середах
.2.1 Спектрофотометрия
Спектрофотометрией обычно называют метод оптического молекулярного абсорбционного анализа. Объектом спектрофотометрических измерений, как правило, являются растворы. Фотометрируемый раствор помещают в кювету - сосуд с плоскими параллельными прозрачными гранями.
Спектрофотометрический метод, будучи абсорбционным, основан на измерении поглощения света. Его чаще всего измеряют косвенно - путем сравнения интенсивностей света внешнего источника, падающего на образец и прошедшего сквозь образец. Изменение интенсивности света при прохождении через образец может быть вызвано светопоглощением не только определяемого вещества, но и других компонентов (в частности растворителя), а также рассеянием, отражением и т.д. Чтобы исключить влияние саморассеяния, фотометрируемый раствор должен быть прозрачным. Прочие эффекты можно скомпенсировать, используя раствор сравнения. В простейшем случае им является чистый растворитель или раствор контрольного опыта. [20]
Основным законом спектрофотометрии является закон Бугера-Ламберта-Бера:
A=?lc (1.2)
Где: ?- молярный коэффициент поглощения, лмоль-1см-1; l- толщина поглощающего слоя, см; с- концентрация вещества, моль/л;
Если в растворе присутствует несколько поглощающих веществ, то оптическая плотность раствора равна сумме вкладов каждого из компонентов:[20]
А=?1lc1+?2lc2+тАж+?nlcn (1.3)
.2.2 Спектроскопия диффузного отражения
Спектроскопия диффузного отражения используется для регистрации спектров гетерогенных систем, порошков или твердых веществ, имеющих неровную поверхность. Диффузное отраженное от образца излучение собирается под широким углом и передается на детектор:
Рис 1.3 Схема процесса дифузного отражения
реагент твердофазный спектрофотометрия цветометрия
То есть измеряют количество света, отраженного твердым образцом:
R=I/I0 (1.4)
Где: R- коэффициент отражения; I0- интенсивность падающего на образец света; интенсивность отраженного от образца света.
Наиболее общая теории СДО изложена Кубелкой и Мунком. Для бесконечно толстого слоя окрашенных порошкообразных материалов с диаметром частиц несколько микрометров выведено уравнение:
(1-R?)2/2 R?=?/S (1.5)
Где: R?-абсолютное диффузное отражение; ?-коэффициент поглощения; S-коэффициент рассеяния света.
Вместо R? обычно использую относительное диффузное отражение R, которое измеряют по отношению к стандартам MgO или BaSO4. При этом значения ? стандартов принимают равными нулю, а их абсолютное диффузное отражение - единице. Однако R? стандартов не превышает 0.98-0.99, и на практике имеют дело с отношением:
R? образца/ R? стандарта ? R (1.6)
С учетом этого допущения уравнение (1.5) можно записать в виде:
F?(1-R)2/2 R=?/S (1.7)
Где: F- функция Кубелки-Мунка
Коэффициент рассеяния ? для слабопоглощающих образцов связан с молярным коэффициентом поглощения (?) и концентрацией сорбата (с) уравнением:
?=2,3???с (1.8)
Подставив то выражение в уравнение (1.7) получим:
F?(1-R)2/2 R?2.3???c/S (1.9)
Откуда следует, что функция Кубелки-Мунка линейно связана с концентрацией сорбата, а зависимость F=f(?) совпадает со спектром его поглощения в растворе. Однако первое выполняется лишь для толстого слоя мелкодисперсных слабопоглощающих образцов, а второе- при условии, что S не зависит от длины волны. На диффузное отражение существенное влияние оказывает размер частиц образца и его влажность. С уменьшением размера частиц F увеличивается, что обусловлено уменьшением коэффициента рассеяния S. По этой причине увеличивается диффузное отражение сухих образцов по сравнению с влажными.[21]
.2.3 Твердофазная спектрофотометрия (ТС