ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура из "Физико-химические методы анализа Изд4" Визуальные методы колориметрии и нефелометрии являются субъективными методами, т. е. они зависят от чувствительности человеческого глаза. Эти методы очень утомительны при массовой работе пользуясь ими, нельзя автоматизировать анализ. [c.76] Фотоэлектрическая колориметрия (фотоколориметрия) связана с использованием фотоэлементов. [c.76] Фотоэффект. В основе фотоэлектрического метода анализа лежит явление фотоэлектрического эффекта (фотоэффекта). [c.76] Фотоэффектом называется явление отрыва электронов от атомов веществ под действием светового потока. [c.76] Если электроны отрываются от поверхности тела, то фотоэффект называется внешним. Если же электроны отрываются от внутренних атомов тела, то фотоэффект называется внутренним или объемным. [c.76] Если к двум металлическим пластинкам, помещенным в среду разреженного газа (рис. 28), приложить некоторую разность потенциалов, тока в цепи не окажется (стрелка гальванометра 3 не отклонится), так как через разреженный газ электроны не проходят. Однако достаточно осветить катод, чтобы под влиянием света с его поверхности начали отрываться электроны, летящие к аноду, и в цепи возникает ток, регистрируемый гальванометром. [c.76] Прибор, В котором световая энергия преобразуется в электрическую, называется фотоэлементом. [c.77] Фотоэлементы. Луч света представляет собой ноток квантов энергии разной величины. Когда такой луч падает на поверхность металла, кванты энергии поглощаются атомами и внутренняя энергия последних увеличивается. При этом электроны атома переходят на более высокие энергетические уровни. Если квант энергии будет достаточно велик, электрон выйдет из поля притяжения ядра и покинет поверхность металла, чем и обусловит внешний фотоэффект. [c.77] Каждый металл характеризуется определенным минимальным значением кванта энергии, способного оторвать электрон. Этому минимальному значению кванта энергии соответствует определенная длина волны, представляющая собой границу, выше которой свет уже не отрывает электронов от металла и фотоэффект не возникает. Эта длина волны называется красной границей фотоэффекта. Ее значения для разных металлов следующие в ммк)-. [c.77] Наша промышленность изготовляет фотоэлементы, в которых катод нанесен на внутреннюю поверхность самого баллона, а анодом служит металлическое кольцо или небольшой диск, расположенные в центре баллона. Схема такого фотоэлемента показана на рис. 29. Для изготовления этих фотоэлементов поверхность баллона покрывают проводящей подкладкой, обычно серебряной. Часть поверхности ( окно ) оставляют непосеребренной и через эту часть пропускают в баллон измеряемый световой поток. На серебряную поверхность наносят при помощи возгонки тонкий слой соответствующего металла. Такой фотоэле мент сравнительно мало чувствителен (1—20 мка на 1 лм). Для повышения чувствительности его подвергают сенсибилизации, в результате которой изменяются структура светочувствительного слоя и его чувствительность. Простейшим из методов сенсибилизации является обработка светочувствительного слоя водородом или парами серы. [c.78] Спектральные характеристики фотоэлементов приведены на рис. 30. [c.78] По спектральным характеристикам наиболее подходящими для фотоэлектрической колориметрии являются фотоэлементы калиевый, цезиевый и сурьмяно-цезиевый. Особенно ценен сурьмяно-цезиевый фотоэлемент, который имеет спектральный максимум в области синих и зеленых лучей, обладает высокой чувствительностью (100—200 мка/лм), мало чувствителен к изменениям температуры и весьма стабилен в работе. [c.79] Повышение чувствительности фотоэлемента может быть достигнуто наполнением его каким-либо инертным газом. При этом спектральная характеристика фотоэлементов не изменяется, а чувствительность их повышается до 500 мка/лм. [c.79] У всех фотоэлементов с внешним фотоэффектом в определенных условиях наблюдается прямая пропорциональная зависимость между интенсивностью светового потока и силой фототока. Иа рис. 32 приведены кривые зависимости силы фототока от интенсивности светового потока при разных наложенных напряжениях. Как видно из графика, при небольшом наложенном напряжении имеется ясно выраженная прямая пропорциональность, но сила фототока невелика. При увеличении напряжения сила тока значительно возрастает, но участок кривой, на котором соблюдается прямая пропорциональность между силой тока и интенсивностью светового потока, уменьшается. [c.79] Вольт-амперная характеристика фотоэлемента с внешним фотоэффектом /—вакуумного 2—газонаполненного. [c.80] Фотоэлементы довольно устойчивы к изменению температуры. На рис. 34 приведена кривая изменения фототока в зависимости от температуры. Как видно из рисунка, только нри повышении температуры выше 60°С фототок начинает заметно изменяться. Так как в фотоколориметрии такие температуры встречаются редко, величиной температурного коэффициента в большинстве случаев можно пренебрегать. [c.80] Зу Фотоэлементы устойчивы в работе и не имеют инерционного эффекта—быстро реагируют на изменение света. [c.80] Существенным недостатком фотоэлементов с внешним фотоэффектом является также их хрупкость. [c.81] Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, или фотосопротивления, основаны на уменьшении сопротивления некоторых полупроводников под влиянием света. В качестве полупроводников применяют обычно селен или сульфид таллия. [c.81] Для этих фотоэлементов общая сила фототока не пропорциональна интенсивности светового потока их спектральная характеристика сильно сдвинута в инфракрасную область спектра. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом обладают значительной инерционностью и большим температурным коэффициентом. Вследствие этих недостатков фотосопротивления не нашли широкого применения в фотоколориметрии. [c.81] Вернуться к основной статье