Тема 10 Качественный и количественный молекулярный анализ.

Интенсивность полос поглощения измеряют как отношение интенсивности света, падающего на образец и выходящего из него

Но чаще всего используют оптическую плотность

D=lg

Она пропорциональна концентрации С вещества и толщине поглощающего слоя l:

D=εСl

Или lg= εСl – закон поглощения Бугера-Ламберта-Бера

Из. смысл закона:

1. D зависит только от числа поглощающих частиц на пути светового пучка и от их свойств. Действительно, если Сl, которое пропорционально числу частиц постоянно, то D тоже постоянно. При переходе к другому веществу меняются свойства любой молекулы, и это соответствует другому коэффициенту ε.

2. Интенсивность проходящего через образец света зависит от числа поглащающих частиц.

Концентрацию вещества в абсорбционной спектроскопии обычно измеряют в молях на литр (молярная концентрация), а толщину поглощающего слоя в см., тогда ε-молярный коэф-т поглощения. Его величина постоянна для любой полосы поглощения и зависит только от свойств вещества.

5.1. Качественный молекулярный анализ

Для проведения качественного анализа по спектрам поглощения нужно уметь определять длину волны максимум полос поглощения.

• Определение длины волны делают, пользуясь шкалой спектрофотометра. Предварительно шкалу градуируют.

Градуировка:

После получения спектра известного вещества необходимо определить, каким значениям шкалы развертки спектра соответствуют максимум полос. Сопоставляют получаемый спектр известного вещества с его спектром из атласов. Находят одну и ту же полосу в обоих спектрах. На полученном спектре подписывают длину волны тех полос, которые служат для градуировки, и находят деления шкалы, соответствующие максимуму любой полосы.

Затем строят градуировочный график. По оси абсцисс- деления шкалы, а по оси ординат- длину волны.

• Затем получают спектр неизвестного вещества и находят значения шкалы, соответствующие максимумом аналитических полос поглощения в его спектре. С помощью графика находят их длину волн.

Идентификация молекулярных полос.

Это достаточно сложная задача. Большая ширина полос приводит к тому, что наложение полос поглощения различных веществ наблюдается очень часто.

При идентификации полосы основное суждение о ее принадлежности делают по длине волны. Существенную помощь при ее идентификации оказывает форма полосы и присутствие в спектре вещества других полос. Сравнение проводят по атласам.

Появление абсорбционной полосы в спектре связано или с определенным строением молекулы как единого целого или с наличием в ней определенных групп атомов, поглощение света которыми мало зависит от строения остальной молекулы. Так при идентификации полос их относят либо к определенному веществу, либо к определенной группе атомов, которая имеется в молекулах одного или многих веществ в пробе.

• Обычно задачей качественного молекулярного анализа является определение строения вещества. Определение молекулярной структуры неорганических веществ довольно просто. Сделав элементарный качественный и количественный анализ вещества и зная его химические свойства, можно сразу написать его структурную формулу.

Если возможно существование нескольких изомерных форм, то сделать выбор между ними можно по спектрам в ИК и УФ областях. Предварительно находят литературы положение полос для всех возможных структур. Идентифицируя их в спектре исследуемого вещества, делают выбор между возможными изомерными формами.

Часто решается задача открытия в пробе определенных или случайных примесей. Если основное вещество известно или идентифицировано по спектру, то для облечения идентификации полос других веществ и примесей надо исключить из спектра полосы уже известного соединения. Это удобно сделать с помощью 2- х лучевого прибора, помещая в канале сравнения кювету с этим веществом. Правильно выбрав толщину слоя (напр. с помощью кюветы переменной толщины) можно полностью исключить его полосы. После того, как выявлен спектр примеси в нем идентифицируют полосы открываемых веществ.