Учет неконтролируемого рассеяния света

Однако не все так безнадежно, как это кажется скептикам. Начнем с проблемы выделения вклада именно поглощения при наличии рассеяния света. Усложним рассмотренную в лекции 18 (п. 18.1.2) классическую ситуацию с прохождением света сквозь плоскопараллельный слой раствора тем, что добавим в раствор вещество, которое не поглощает свет, но вызывает заметное его рассеяние (рис. 19.1). Тогда при прохождении сквозь раствор свет ослабляется уже не только из-за поглощения молекулами красителя, но также и в результате рассеяния. Поэтому вместо формулы (18.8) имеем

где – коэффициент дополнительного ослабления света, обусловленного его рассеянием.

Рис. 19.1. Измерение концентрации красителя при наличии рассеяния света: слева – одноволновым, справа - двухволновым методом

Если значение не превышает во много раз значения , то, зная и измерив спектральные интенсивности , тоже можно определить концентрацию красителя.

Усложним ситуацию дальше. Пусть коэффициент рассеяния света Кsc нам не известен и может меняться от одного измерения к другому. Оказывается, что и это можно учесть, если вне основной полосы поглощения красителя существует такая длина волны , на которой рассеяние света такое же, как и на длине волны полосы поглощения . Тогда надо измерить спектральные интенсивности падающего и прошедшего сквозь кювету света на обеих длинах волны (рис. 19.1 справа). Имеют место соотношения:

где – спектральные интенсивности света, прошедшего сквозь раствор, и входящего в раствор, на длине волны ; – спектральные интенсивности света, прошедшего сквозь раствор, и входящего в раствор, на длине волны ; – пропускание кюветы на длине волны и соответственно; и – коэффициенты рассеяния света на длине волны и соответственно; и – молярные коэффициенты поглощения красителя на длине волны и соответственно.

Если поделить выражение (19.2) на (19.3) и учесть, что , то получаем

Это соотношение тоже позволяет определить концентрацию красителя в растворе, рассеивающем свет, по измеренным значениям и известным значениям . Таким образом, измерение спектральных интенсивностей на двух удачно подобранных длинах волны позволяет надёжно определять концентрацию вещества даже в условиях, когда рассеяние света раствором значительно и варьирует от измерения к измерению. Главное, чтобы эти вариации были одинаковыми в обоих рабочих спектральных интервалах.