2) полихроматичность света
3) диссоциация анализируемого вещества при разбавлении раствора
4) толщина поглощающего слоя (+)
Основной закон светопоглощения — закон Бугера–Ламберта–Бера — выражается зависимостью A = ε·c·l, где A — оптическая плотность, ε — молярный коэффициент поглощения, c — концентрация вещества, l — толщина поглощающего слоя. При неизменных условиях оптическая плотность прямо пропорциональна как концентрации раствора, так и длине оптического пути. Поэтому изменение толщины слоя закономерно изменяет величину поглощения, но само по себе не нарушает линейную зависимость.
Отклонения от закона возникают, когда молярный коэффициент поглощения перестает оставаться постоянным. Это наблюдается при диссоциации, ассоциации, комплексообразовании или иных превращениях анализируемого вещества, поскольку образующиеся частицы обладают различными спектральными характеристиками. Низкая устойчивость вещества в растворе также изменяет фактическую концентрацию поглощающей формы и приводит к нелинейности градуировочной зависимости.
Полихроматическое излучение содержит волны разной длины, для которых значения ε неодинаковы. В результате суммарное поглощение перестает точно соответствовать простой линейной модели, особенно при высоких концентрациях. Для корректного спектрофотометрического анализа используют преимущественно монохроматическое излучение, стабильные растворы и кюветы с точно известной длиной оптического пути.
| Фактор | Влияние на измерение | Отношение к закону светопоглощения |
|---|---|---|
| Толщина поглощающего слоя | Пропорционально изменяет оптическую плотность | Не вызывает отклонения, поскольку входит в уравнение A = ε·c·l |
| Полихроматичность света | Создает суммарное поглощение при разных значениях ε | Может нарушать линейность зависимости A от c |
| Диссоциация при разбавлении | Изменяет соотношение молекулярной и ионной форм | Приводит к изменению эффективного коэффициента поглощения |
| Химическая неустойчивость вещества | Уменьшает концентрацию исходной поглощающей формы | Вызывает химические отклонения от закона |
| Высокая концентрация раствора | Усиливает межмолекулярные взаимодействия и изменение показателя преломления | Может приводить к реальным физико-химическим отклонениям |
| Рассеяние света | Увеличивает кажущуюся оптическую плотность мутного раствора | Формирует инструментально-аналитическую погрешность |
| Непостоянство длины оптического пути | Делает результаты измерений несопоставимыми | Является технической ошибкой, а не фундаментальным нарушением закона |
Толщина слоя является контролируемым параметром спектрофотометрического измерения и обычно определяется геометрией кюветы. Наиболее распространены кюветы с длиной оптического пути 1 см, что упрощает количественные расчеты. При сравнении стандартного и анализируемого растворов необходимо использовать кюветы с одинаковыми оптическими характеристиками. Соблюдение постоянства длины волны, химического состава и температуры повышает точность определения концентрации вещества.