- •Содержание
- •Введение
- •1. Оптические методы
- •1.1. Электромагнитное излучение
- •1.2. Происхождение атомных спектров
- •1.3. Классификация оптических методов анализа
- •2. Поглощение излучения
- •2.1. Ультрафиолетовая и видимая области
- •2.2. Цвет раствора
- •2.3. Фотометрические методы анализа
- •2.4. Спектрофотометрия
- •Характеристические полосы поглощения некоторых хромофоров
- •3. Инфракрасная спектроскопия
- •4. Молекулярная люминесценция:
- •5. Спектры комбинационного рассеяния Рамановская спектроскопия
- •6. Атомная спектроскопия
- •Конус зона
- •7. Фотоакустическая спектроскопия
- •8. Рентгено-спектральный анализ
- •8.1. Рентгеновская абсорбционная спектроскопия
- •8.2. Дифракция рентгеновских лучей
- •8.3. Рентгеновская флуоресценция
- •8.4. Рентгеноскопический анализ
- •9. Электронная и ионная спектроскопия
- •10. Спектроскопия магнитного резонанса
- •11. Масс-спектрометрия
- •12. Ядерно-физические методы анализа
- •12.1. Величины и единицы измерения радиоактивности
- •12.5. Детекторы радиоактивности
- •13. Термические свойства потребительских товаров
- •13.1. Термические методы анализа
- •13.2. Термометрия
- •13.3. Термотитрометрия
- •13.4. Термогравиметрический анализ (тга)
- •13.6. Дифференциальная термогравиметрия (тгп)
- •13.7. Дифференциальная сканирующая калориметрия (дск)
- •14. Цвет и свет
- •14.1 Основные колориметрические и фотометрическое величины
- •14.2 Основы измерения цвета
- •15. Микроскопия
- •16. Хроматографические методы разделения и идентификация веществ
- •Важнейшие виды хроматографии
- •Тест по дисциплине
- •Вопросы к экзамену
- •Словарь основных понятий
- •Список рекомендуемой литературы Основная
- •Дополнительная
- •Физико-химические свойства и методы контроля качества товаров, часть 1 Учебно-практическое пособие
2.4. Спектрофотометрия
В фотоколориметрах световые потоки, проходящие через кюветы с растворами, имеют широкую полосу спектра 30-50 нм, поэтому такой световой поток не является монохроматическим, что в некотором роде снижает воспроизводимость и правильность анализа. Более точные данные получают на спектрофотометрах, в которых световой поток, проходящий через кювету, монохроматичен, т.е. имеет одну длину волны. Измерение оптической плотности растворов веществ на спекрофотометрах проводят при длине волны максимума поглощения. Это позволяет анализировать в одном растворе разные вещества, максимумы поглощения которых расположены при разных длинах волн.
Способность поглощать ЭМИ определенных длин волн зависит от электронного строения молекулы. В спектрах соединений, содержащих одни и те же структурные фрагменты, наблюдаются характерные полосы поглощения.
Электронные спектры поглощения характеризуют наиболее высокие энергетические переходы, к которым способен ограниченный круг соединений и функциональных групп. В неорганических соединениях электронные спектры связаны с высокой поляризацией атомов, входящих в молекулу вещества, и обычно появляются у комплексных соединениях. У органических соединений возникновение электронных спектров вызывается переходом электронов с основного на возбужденные уровни. Электронные переходы в органических соединениях классифицируют в зависимости от типа связи, обусловливаемой характером связывающих орбиталей. Связывающие орбитали в соответствии с типом называют σ- (простая связь), π- (двойная или тройная связь) орбитали, несвязывающие - n-орбиталями. Связывающие и несвязывающие орбитали заполнены электронами в основном состоянии. При возбуждении электроны переходят на разрыхляющие σ*- или π*- орбитали.
Высоким поглощением, благодаря сопряжению, обладают ароматические соединения. Например бензол, имеет максимумы поглощения при λ=184нм, 202нм и 255нм. Изменение состава и строения поглощающих веществ, а также природы растворителя, вызывает соответствующие изменения спектральных свойств поглощающих систем. Эти изменения характеризуются либо смещением поглощения в сторону более длинных волн - батохромное смещение, либо сдвигом в коротковолновую область спектра - гипсохромный сдвиг. Во всех случаях избирательное поглощение света в определенной области спектра, как правило, связано с наличием определенных группировок. Такие группировки называются хромофорами.
Длина волны максимума поглощения служит для идентификации содержащегося в ней хромофора.
Поглощение энергии излучения в УФ- и видимой областях спектра определяется прежде всего числом и расположением электронов в поглощающих молекулах или ионах. Соединения, содержащие двойную связь, сильно поглощают в дальней УФ-области (195нм для этилена). Сопряженные двойные связи вызывают поглощение при больших длинах волн. Чем длиннее сопряженная цепь, тем при большей длине волны наблюдается поглощение. При достаточно большой длине цепи поглощение переходит в видимую область, и в результате наблюдается окрашивание соединения. Так, β-каротин, имеющий И сопряженных двойных связей, интенсивно поглощает в области 420-480нм, и окрашен в желто-зеленый цвет.
Спектры поглощения в УФ- и видимой областях служат полезным источником дополнительных доказательств при установлении структуры органического соединения.
Таблица 2.4.1.