2) не изменится
3) уменьшится в 10 раз
4) увеличится в 10 раз (+)
Оптическая плотность раствора определяется законом Бугера—Ламберта—Бера: A = ε · l · c, где A — оптическая плотность, ε — молярный коэффициент поглощения при данной длине волны, l — толщина поглощающего слоя, c — концентрация вещества. При неизменной длине волны и неизменном веществе коэффициент ε остаётся постоянным, поэтому оптическая плотность прямо пропорциональна произведению концентрации на длину оптического пути.
Увеличение концентрации в 100 раз повышает оптическую плотность в 100 раз, а уменьшение толщины кюветы в 10 раз снижает её в 10 раз. Итоговое изменение составляет 100/10 = 10 раз, то есть оптическая плотность увеличивается в 10 раз. Поэтому правильным является вариант 4. Показатель связан с пропусканием света: A = −lg T, где T — коэффициент светопропускания; чем выше поглощение, тем меньше пропускание и больше оптическая плотность.
Закон Бугера—Ламберта—Бера применим преимущественно к разбавленным растворам при монохроматическом излучении, отсутствии химических превращений анализируемого вещества и постороннего светопоглощения. В этих условиях изменение концентрации и толщины кюветы учитывается мультипликативно, а не независимо: важен общий оптический путь, пропорциональный величине c · l.
| Параметр или условие | Связь с оптической плотностью | Практическое значение |
|---|---|---|
| Концентрация вещества, c | При прочих равных условиях A прямо пропорциональна c | Увеличение концентрации в 100 раз повышает A в 100 раз |
| Толщина кюветы, l | A прямо пропорциональна длине оптического пути | Уменьшение толщины в 10 раз снижает A в 10 раз |
| Длина волны, λ | Определяет значение молярного коэффициента поглощения ε | При неизменной λ величина ε постоянна для данного вещества |
| Общий результат изменения c и l | A₂/A₁ = (c₂/c₁) · (l₂/l₁) | При изменениях 100 и 1/10 оптическая плотность возрастает в 10 раз |
| Светопропускание, T | A = −lg T | Рост оптической плотности сопровождается уменьшением пропускания света |
| Линейный диапазон фотометрирования | Пропорциональность A концентрации сохраняется только в определённом диапазоне | Слишком концентрированные растворы предварительно разбавляют |
| Отклонения от закона | Возможны при рассеянии, химическом равновесии, полихроматическом свете и постороннем поглощении | Результат требует контроля условий измерения и холостой пробы |
Таким образом, при фотометрическом анализе учитывают не только концентрацию, но и длину оптического пути. В рассматриваемой ситуации произведение c · l увеличивается в десять раз, что непосредственно определяет рост оптической плотности. Для количественного анализа измерение проводят в линейном диапазоне прибора, поскольку чрезмерно высокая оптическая плотность снижает точность определения. При необходимости используют разбавление раствора или кювету меньшей толщины с последующим учётом коэффициента разбавления.