Фотометрия – это один из методов колориметрического анализа, который в свою очередь входит в группу физико-химических методов анализа.

Физико-химические методы анализа основаны на том, что о качестве и количестве исследуемого вещества судят по изменению каких-либо физических свойств, происходящему в результате химической реакции.

При колориметрических определениях о количестве определяемого элемента (или иона) судят по интенсивности окраски раствора, вызванной присутствием в нем какого-либо окрашенного соединения этого элемента, полученного по реакции его с каким-либо реактивом.

Чем интенсивнее окраска, тем больше элемента (иона) в растворе и наоборот.

Если для измерения окраски, а следовательно и концентрации раствора использовать прибор – фотоэлектроколориметр, то такой метод анализа называется фотометрическим.

В основе фотометрических измерений лежит закон Ламберта-Бера. Если поток монохроматического света с интенсивностью J0 падает на однородный слой какого-либо вещества, то часть его (с интенсивностью Jr) отражается от последнего, часть (Ja) поглощается и часть (Jt) проходит через слой, причем:

J0 = Jr + Ja + Jt

В случае водных растворов величина Jr очень мала и ей можно пренебречь, тогда:

J0 = Ja + Jt

Величина Ja зависит от наличия в растворе окрашенного вещества, которое поглощает свет гораздо сильнее, чем растворитель. Зависимость между интенсивностью окраски раствора и содержанием в них окрашенного вещества описывается уравнением:

-e×c×ℓ

Jt = J0× 10 , где (Закон Ламберта-Бера.)

ε – коэффициент светопоглощения, постоянная величина, зависит от природы окрашенного вещества.

с – концентрация окрашенного вещества в растворе.

ℓ- толщина слоя светопоглощаещего раствора.

Если прологарифмировать уравнение Ламберта-Бера и изменить знаки, то получим:

-ε×с×ℓ + ℓg×J0 = ℓg×Jt

ℓg×J0 - ℓg×Jt = ε×c×ℓ

Величина ℓg×J0 - ℓg×Jt называется оптической плотностью раствора Д, то есть

Д = ε×с×ℓ

Оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации окрашенного вещества и толщине слоя раствора.

Другими словами, при одинаковой толщине слоя раствора данного вещества и прочих равных условиях оптическая плотность этого раствора будет тем больше, чем больше в нем содержится окрашенного вещества. При использовании фотоэлектроколориметра измерение оптической плотности растворов производится фотоэлементами.

Световой поток проходит через кювету (с определенной толщиной слоя раствора), наполненную исследуемым окрашенным раствором. Прошедший через раствор световой поток принимается фотоэлементом, в котором световая энергия превращается в электрическую. Возникающий при этом электрический ток измеряется при помощи чувствительного гальванометра.

При определении этим методом концентрации исследуемого вещества измеряют оптическую плотность исследуемого раствора (Дисл.) и эталонного (Дэтал.), концентрация которого известна, при одинаковой толщине слоя.

Расчет производится по формуле:

Дисп.