Анализ многокомпонентных систем

Если имеется смесь двух веществ или более и нет такой длины волны, при которой поглощается лишь одно вещество, то есть все компоненты смеси имеют близкую степень поглощения, то существует принципиальная возможность количественного анализа этой смеси. Для этого надо выбрать одну длину волны, при которой одно вещество поглощает хуже, а другое лучше и вторую длину волны, при которой наблюдается обратная картина. Если трехкомпонентная система, то надо выделить три длины волны, четырехкомпонентная – четыре и т.д.

Выбрав эти длины волн, определяют на каждой длине оптическую плотность вещества. D_λ1 и D_λ2 , если три вещества, то и D_λ3. Чтобы проанализировать такую смесь, нам необходимо заранее знать e определяемых веществ при этих длинах волн. Далее составляется система двух или более уравнений, куда входят e_i. Это величина постоянная, то есть кюветы берут одинаковые, и концентрации первого и второго вещества также величины постоянные.

Таким образом, получаем систему двух уравнений с двумя неизвестными

= (7)

(8)

Далее проводим расчет:

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

Это не очень распространенный метод в аналитике, но во всей литературе он приводится и имеет некоторое значение в определенных случаях.

Чаще всего это определение хрома и марганца. В щелочной среде эти вещества окисляют до 6- и 7-валентного состояния, образуются ионы CrO₄^2- и MnO₄^-, спектры которых перекрываются. Измеряют оптические плотности при двух длинах волн: первая – 400 нм, а вторая – 550 нм и можно легко рассчитать состав смеси, при условии, что концентрации их близки. Если концентрации резко различаются, то ошибки будут больше, и такой метод будет мало пригоден.

Однако применение этого метода связано с определенными трудностями. Дело в том, что лишь небольшая часть веществ поглощает излучение в видимой области спектра, и несколько большая часть веществ в УФ-области. Причем интенсивность окраски ионов в свободном состоянии в водных растворах столь незначительна, что серьезного аналитического значения эта окраска иметь не может.

Например, аквакомплекс меди окрашен, но анализировать можно только 0.1-1 М растворы, т.е. речи об обнаружении концентрации 10^-5 М быть не может.