Література

1. Куницький Ю.А., Кутина Я.І. Електронна мікроскопія. – К.: Либідь, 1988. – 390 с.

2. Основы аналитической химии. – В 2 кн. – Кн. 2. – Методы химического анализа /Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.Н. Фадеева и др./ Под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Высшая школа, 2002. – 494 с.

3. Мохорт В.А. Методи спектрального аналізу: Навчальний посібник. – К.: ІВЦ, Від-во «Політехніка», 2003. – 60 с.

4. Структурні і фізичні властивості твердого тіла: Лабораторний практикум /Під ред. Л.С. Палатника. – К.: Либідь, 1992. – 311 с.

5. Обробка сигналів: Підручник /В.П. Бабак, В.С. Хандецький, Е.Н. Шрюфер та ін. – К.: Либідь, 1996. – 392 с.

6. Скуг Д. Основы аналитической химии. – В 2 кн. – Кн. 2. /Д. Скуг, Д. Уэст и др. / Под ред. Ю.А. Золотова. – М.: Мир, 1979. – 480 с.

7. Дорохова Е.Н. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. – М.: Высшая школа, 1991. – 256 с.

8. Васильев В.П., Кочергина Л.А., Орлова Т.Д. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач / Под ред. В.П. Васильева. – М.: Химия, 1984. – 320 с.

9. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов. – К.: Наукова думка, 1982. – 399 с.

10. Приборы и методы физического материаловедения / Под ред. В.И. Вейнберга. – Вып. 2. – М.: Мир, 1974. – 364 с.

11. Ляшков Ю.С., Булатов В.И., Бодю В.И., Крачун С.В. Задачник по физико-химическим методам анализа. – М.: Химия, 1972. – 268 с.

12. Васильев В.П. Практикум по аналитической химии. – М.: Химия, 2000. – 328 с.

Мета дисципліни: вивчення основ сучасних фізико-хімічних методів аналізу, таких як: спектральний, рентгеноспектральний, емісійний, ОЖЕ-спектральний, атомно-абсорбційна спектроскопія для визначення властивостей матеріалів, їх складу, будови, закономірностей змін структури і властивостей у процесі їх виробництва та експлуатації для одержання навиків вирішення конкретних завдань з виготовлення поліграфічної продукції.

Оптичні методи аналізу

До оптимальних методів аналізу відносять методи, які засновані на взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною. Така взаємодія призводить до різних енергетичних переходів, які експериментально реєструються у вигляді поглинання, відбиття, розсіяння електромагнітного випромінювання. Оптичні методи аналізу відносять до фізичних методів і включають у себе велику групу спектральних методів аналізу.

У методах атомної спектроскопії працюють з вузькими лінійчастими спектрами, а в молекулярній – з широким спектрами. Це визначає можливість їх застосування у кількісному аналізі, а також у вимогах, що висуваються до відповідної апаратури, а саме до спектральних приладів.

Спектр – розкладання світла на складові частини (промені) різного кольору.

Методи визначення хімічного складу різних речовин і матеріалів за їх спектрами називають спектральним аналізом. Він досліджує діапазони від гамма хвиль та рентгенівського випромінювання аж до радіохвиль.

Для спектрального аналізу потрібна дуже мала кількість речовини. Спектральні методи надзвичайно ефективні, чутливі – експрес-методи (тобто швидкі).

Кожен хімічний елемент табл. Мендєлєєва випромінює характерний лише для нього лінійчастий спектр. Це дає змогу дослідити наявність даного елемента в певному складі певної речовини.

Принцип реалізації спектрального аналізу в приладах-спектроскопах такий: світло пропускається через вузьку щілину приладу, яка вирізана з одного боку труби. Із нього промені потрапляють на призму, яка відхиляє ці промені в сторону і отримується спектр. Цей спектр складається із променів строго визначеного кольору, тобто жоден колір не може замаскувати інший. Вперше такий прилад було сконструйовано у 1859 р. Кірхгофом.

Види спектрів

Всі спектри поділяються на 3 різні групи:

• безперервні спектри, до яких відносять: сонячний спектр, а також електрична дуга. У спектрі немає розривів, у будь-якому приладі можна спостерігати суцільну різнокольорову полосу. Суцільний спектр дає також досить висока температура.

• лінійчастий спектр: у приладі спостерігається частокіл окремих ліній різної яскравості. Лінійчастий спектр дають всі речовини в атомарно газоподібному стані, але не в молекулярному. Це відбувається через те, що атоми, які випромінюють світло, практично не взаємодіють один з одним. Лінійчастий спектр найбільш фундаментальний, основний тип спектрів. Ізольовані атоми даного хімічного елемента випромінюють строго визначені довжини хвиль.

• смугастий спектр складається з окремих смуг, які розділені темними проміжками. За допомогою спектрального приладу з мікроскопом можна побачити, що кожна смуга являє собою сукупність великої кількості тісно розташованих ліній. На відміну від лінійчастих, смугасті спектри створюються не атомами, а молекулами.

Суть методу аналізу

Методи спектрального аналізу базуються на поглинанні світлових хвиль молекулами або атомами речовини. Електромагнітні хвилі випромінюються при прискореному русі заряджених частинок. Для того, щоб атом або молекула почали випромінювати енергію, їм необхідно надати певну енергію. Випромінюючи, атом або молекула втрачає отриману енергію, і для безперервного світіння речовини необхідно подавати енергію ззовні. Всі речовини, атоми яких перебувають у збудженому стані, випромінюють світлові хвилі, енергія яких певним чином розподілена по довжинам хвиль.

Поглинання світла речовиною також залежить від довжини хвилі. Наприклад, червоне скло пропускає світло з довжинами хвиль, що відповідає червоному світлу і поглинає всю решту хвиль.

Лінійчасті спектри відіграють особливо важливу роль, тому що їх структура прямо пов’язана з будовою атома. Спостерігаючи ці спектри, вчені могли досліджувати структуру атома, тобто була покладена основа атомній фізиці.

Головна властивість лінійчастих спектрів полягає в тому, що довжини хвиль будь-якої речовини залежать тільки від властивостей атомів даної речовини і абсолютно не залежать від способу збудження атомів, появи світіння. Атоми будь-якого хімічного елемента дають спектр, не схожий на спектри всіх інших елементів, тобто вони здатні випромінювати строго визначений набір довжин хвиль.

Подібно відбиткам пальців у людини, лінійчасті спектри мають неповторну індивідуальність, тому за допомогою спектрального аналізу можна виявити будь-який елемент, навіть у складі дуже складної речовини.