Исходные измерения
Для работы понадобятся Отражение образца, доля, Отражение чистой основы, доля, Наклон градуировки F(R)/(мг/г), Коэффициент пересчёта подготовленной пробы. Это измеряемые характеристики пробы, прибора или калибровочного раствора. По этой причине в данной методике нельзя заменять исходные показания значениями из другого прибора без предварительного переноса градуировки.
Другие поля задают условия метода: Масса исследованного образца, г. Их нельзя произвольно менять после измерения: это приведёт к пересчёту аналитического результата. Для расчёта «концентрация красителя по диффузному отражению» особенно важно записать в лабораторном журнале все условия подготовки пробы: объёмные операции, настройку измерителя и значения стандартов.
Формула и последовательность вычислений
Преобразует коэффициент отражения непрозрачного образца в функцию Кубелки—Мунка и концентрацию. Записанная в калькуляторе формула: F(R)=(1−R)²/(2R); c=[F(R)−F(R₀)]D/k. Величины связаны именно этим уравнением; оно описывает математическую постановку «концентрация красителя по диффузному отражению», а не произвольный пересчёт сигналов.
Сначала рассчитывается измерительный отклик или поправка, затем оценивается искомое содержание и вспомогательные показатели. При недопустимой комбинации данных — например, если проба оказывается за границей калибровки, — расчёт выдаёт пояснение. Для самопроверки начните с величины «отражение образца, доля»: проследите, как меняются промежуточные значения при её увеличении на пять процентов.
Как оценить результат
Не ограничивайтесь одним числом. Изучите рассчитанные сопутствующие параметры: они показывают роль фона, условий измерения, поправок или неопределённости. У расчёта «концентрация красителя по диффузному отражению» точность прежде всего ограничена выбранной математической моделью и качеством измеренных данных.
Для проверки измените один из входов в пределах его погрешности измерения. Если итог слишком чувствителен к небольшим колебаниям, стоит повторить измерение или расширить градуировочную серию. Если «отражение чистой основы, доля» получено с большой неопределённостью, полезно повторить опыт и сравнить результаты вместо немедленного увеличения числа знаков после запятой.
Ограничения лабораторной модели
Образец оптически толстый и диффузно рассеивающий; коэффициент рассеяния в калибровочном диапазоне постоянен. Это ограничение обязательно для «концентрация красителя по диффузному отражению»: иначе даже математически точный ответ нельзя считать достоверной лабораторной оценкой.
Показания реального оборудования могут зависеть от состава растворителя, температуры, примесей и качества холостой пробы. Эти влияния нельзя автоматически включить в расчёт без соответствующих измеренных величин. Проверьте экспериментально, выполняется ли допущение: Образец оптически толстый и диффузно рассеивающий; коэффициент рассеяния в калибровочном диапазоне постоянен. Особенно полезен контрольный раствор известной концентрации и измерение холостой пробы.
Пример расчёта и самопроверка
В форме уже указаны контрольные значения. Нажмите «Рассчитать» и изучите показанные результаты, затем замените одну из исходных величин. В частности, при проверке «концентрация красителя по диффузному отражению» зафиксируйте введённое значение «отражение образца, доля», чтобы сравнения двух опытов оставались воспроизводимыми.
Если расчёт связан с концентрацией, полезно сравнить ответ с анализом контрольного раствора известного состава. Измерительный метод достоверен лишь в проверенном диапазоне. При подготовке отчёта также укажите условия градуировки и исходные показания; один результат без данных о приготовлении пробы недостаточен для подтверждения анализа «концентрация красителя по диффузному отражению».
Формула расчёта
F(R)=(1−R)²/(2R); c=[F(R)−F(R₀)]D/k.
Проверенные примеры
Отражение образца, доля = 0.31 ; Отражение чистой основы, доля = 0.72 ; Наклон градуировки F(R)/(мг/г) = 0.19 ; Коэффициент пересчёта подготовленной пробы = 1.8 ; Масса исследованного образца, г = 4
Концентрация красителя, мг/г = 6.75908; Суммарная масса красителя, мг = 27.0363; Функция Кубелки—Мунка для образца = 0.767903; Разность оптических функций = 0.713459
Отражение образца, доля = 0.6417 ; Отражение чистой основы, доля = 0.72 ; Наклон градуировки F(R)/(мг/г) = 0.19 ; Коэффициент пересчёта подготовленной пробы = 1.8 ; Масса исследованного образца, г = 4
Концентрация красителя, мг/г = 0.431866; Суммарная масса красителя, мг = 1.72746; Функция Кубелки—Мунка для образца = 0.10003; Разность оптических функций = 0.0455859
Отражение образца, доля = 0.31 ; Отражение чистой основы, доля = 0.99 ; Наклон градуировки F(R)/(мг/г) = 0.19 ; Коэффициент пересчёта подготовленной пробы = 1.8 ; Масса исследованного образца, г = 4
Концентрация красителя, мг/г = 7.27439; Суммарная масса красителя, мг = 29.0976; Функция Кубелки—Мунка для образца = 0.767903; Разность оптических функций = 0.767853
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите «Отражение образца, доля»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Отражение чистой основы, доля»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Наклон градуировки F(R)/(мг/г)»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Коэффициент пересчёта подготовленной пробы»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Заполните остальные поля формы и запустите расчёт.
- Сопоставьте полученные показатели с областью применимости и контрольным опытом.