In hierdie artikel sal ons die analitiese metodes wat gebaseer is op die verandering van die energietoestand van individuele atome in detail oorweeg. Dit is optiese metodes van analise. Kom ons gee 'n beskrywing van elkeen van hulle, beklemtoon die kenmerkende kenmerke.
Definisie
Optiese metodes van analise - 'n stel metodes gebaseer op die verandering van die energietoestand van individuele atome. Hulle tweede naam is atoomspektroskopie.
Optiese metodes van analise sal verskil in die metode om die sein te verkry en verder op te teken (vereis vir analise). Die afkorting OMA word ook gebruik om hulle aan te dui. Optiese metodes van analise word gebruik om die energievloei van valensie, eksterne elektrone te bestudeer. Gemeenskaplik vir al hul diversiteit is die behoefte aan voorlopige ontbinding in atome (atomisering) van die geanaliseerde stof.
tipes metode
Ons weet reeds wat presies 'n optiese metode van ontleding is. Oorweeg nou die verskeidenheid van hierdie metodes:
- Refraktometriesontleding.
- Polarimetriese analise.
- 'n Stel optiese absorpsiemetodes.
Ons sal elkeen van die posisies van hierdie klassifikasie van optiese metodes van analise verder afsonderlik ontleed.
Refraktometriese verskeidenheid
Waar is die brekingsindeks van toepassing? Hierdie tipe optiese-spektrale metode van ontleding word wyd gebruik in die studie van voedselprodukte - vet, tamatie, verskeie sappe, konfyt, konfyt.
Brekingsanalise is gebaseer op die meting van die brekingsindeks ('n ander naam is breking), wat gebruik kan word om die aard van 'n bepaalde stof, die suiwerheid en persentasie daarvan in massa-oplossings betroubaar te beoordeel.
Bryking van 'n ligstraal sal altyd by die grens van twee verskillende media plaasvind, mits hulle verskillende digtheid het. Die verhouding van die sinus van die invalshoek tot die sinus van die brekingshoek sal die relatiewe brekingsindeks van die tweede stof tot die eerste wees. Hierdie waarde word as konstant beskou.
Waarvan hang die brekingsindeks af? Eerstens, uit die aard van materie. Liggolflengte en temperatuur maak ook hier saak.
As die lighoek teen 90 grade val, sal hierdie posisie as die beperkende brekingshoek beskou word. Die waarde daarvan sal slegs afhang van die aanwysers van die media waardeur die lig gaan. Wat gee dit? As die brekingsindeks van die eerste medium oop is vir die navorser, dan kan hy, nadat hy die beperkende brekingshoek van die tweede gemeet het, die brekingsindeks van die medium wat reeds vir hom van belang is, bepaal.
Polarimetriese verskeidenheid
Ons gaan voort om die basiese beginsels van optiese metodes van analise te ontleed. Polarimetries is gebaseer op die eienskap van sekere tipes stowwe om die vektor van ligossillasies te verander.
Stowwe wat hierdie merkwaardige eienskap het, wanneer 'n gepolariseerde straal daardeur gaan, word opties aktief genoem. Byvoorbeeld, die strukturele kenmerke van die molekules van die hele massa suikers bepaal die manifestasie van optiese aktiwiteit in verskeie oplossings.
'n Gepolariseerde straal word deur 'n laag van 'n oplossing van so 'n opties aktiewe stof gevoer. Die rigting van ossillasie sal verander word - die polarisasievlak as gevolg hiervan sal met 'n sekere hoek geroteer word. Dit sal die rotasiehoek van die polarisasievlak genoem word. Hierdie posisie hang af van die volgende aantal faktore:
- Rotasie van die polarisasievlak.
- Dikte en konsentrasie van die toetslaag van die oplossing.
- Die golflengte van die mees gepolariseerde straal.
- Temperature.
Die optiese digtheid van 'n stof in hierdie geval sal gekenmerk word deur spesifieke rotasie. Wat is hierdie waarde? Dit word verstaan as die hoek waardeur die polarisasievlak roteer wanneer 'n gepolariseerde straal deur die oplossing gaan. Die volgende voorwaardelike waardes word aanvaar:
- 1 ml oplossing.
- 1 g stof opgelos in hierdie volume oplossing.
- Die dikte van die oplossingslaag (of die lengte van die polariserende buis) is 1 dm.
Optiese absorpsieverskeidenheid
Ons gaan voort om kennis te maak met optiese metodes van analise in analitiese chemie. Die volgende kategorie in die klassifikasie is optiese absorpsie.
Dit sluit daardie metodes van ontleding in wat gebaseer is op die absorpsie van elektromagnetiese straling deur die geanaliseerde stowwe. Hulle word vandag beskou as die algemeenste in navorsings-, wetenskaplike, sertifiseringslaboratoriums.
Wanneer lig geabsorbeer word, sal molekules en atome van absorberende stowwe in 'n opgewonde nuwe toestand oorgaan. Reeds, afhangende van die verskeidenheid van sulke stowwe, sowel as die vermoë om die energie wat deur hulle geabsorbeer word te transformeer, word 'n hele stel optiese absorpsiemetodes onderskei. Ons sal hulle in meer besonderhede in die volgende subopskrif aanbied.
Klassifikasie van optiese absorpsiemetodes
Ons bring die klassifikasie van hierdie metodes van optiese analise in chemie onder jou aandag. Dit word deur vier posisies voorgestel:
- Atoomabsorpsie. Wat is hier ingesluit? Dit is 'n ontleding gebaseer op die absorpsie van ligenergie deur die atome van die stowwe wat bestudeer word.
- Absorptiewe molekulêre. Hierdie metode is gebaseer op die absorpsie van lig deur komplekse ione en molekules van die bestudeerde, geanaliseerde stof. Baie aandag word hier gegee aan die infrarooi, sigbare en ultraviolet sones van die spektrum. Gevolglik is dit fotokolorimetrie, spektrofotometrie, IR-spektroskopie. Wat is belangrik om hier uit te lig? Spektrofotometrie en fotokolorimetrie is gebaseer op die interaksie van straling met 'n aantal homogene sisteme. Daarom, inIn analitiese chemie word hulle dikwels in een groep gekombineer – fotometriese metodes.
- Nephelometrie. Hierdie tipe analise is gebaseer op die absorpsie en verdere verstrooiing van ligenergie deur gesuspendeerde deeltjies van die stof wat bestudeer word.
- Fluorometriese (of luminescerende) analise. Die metode is gebaseer op die meting van straling wat verskyn wanneer energie vrygestel word deur opgewekte molekules van die stof wat deur die navorser bestudeer word. Verteenwoordig deur fluoressensie en fosforessensie. Ons sal hulle afsonderlik ontleed.
Luminescence
Luminesensie in die algemeen in die wetenskaplike wêreld word die gloed van atome, molekules, ione en ander meer komplekse deeltjies en verbindings van materie genoem. Dit verskyn as gevolg van die oorgang van elektrone na die normale toestand vanaf die opgewekte toestand.
Dus, om 'n stof te begin verlig, moet 'n sekere hoeveelheid energie van buite af daaraan gelewer word. Die deeltjies van die stof wat bestudeer word, sal energie absorbeer en in 'n opgewonde toestand oorgaan, waarin hulle vir 'n sekere tydperk sal bly. Keer dan terug na die vorige toestand van rus, terwyl jy 'n deel van sy eie energie in die vorm van luminesensie-kwanta weggee.
Fosforessensie en fluoressensie
Afhangende van die tipe opgewekte toestand, sowel as die verblyftyd van die stof daarin, is daar twee tipes luminessensie – fosforessensie en fluoressensie. Elkeen van hulle staan uit vir sy kenmerkende eienskappe:
- Fluoressensie. 'n Soort self-luminescentie van 'n sekere stof, watsal slegs voortgaan wanneer dit bestraal word. Wanneer die navorser die bron van opwekking verwyder, sal die gloed óf onmiddellik óf na 0,001 sekondes stop.
- Fosforessensie. 'n Soort self-luminescentie van 'n sekere stof wat sal voortduur selfs wanneer die lig wat dit prikkel afgeskakel is.
Dit is fosforessensie wat gebruik word om voedselprodukte te bestudeer. Die luminescerende navorsingsmetode help om 'n stof in die bestudeerde monster op te spoor by sy konsentrasie van 10-11g/g. Hierdie metode sal goed wees om sekere soorte vitamiene, die teenwoordigheid van proteïene en vette in suiwelprodukte te bepaal, die varsheid van vleis- en visprodukte te bestudeer, skade aan vrugte, groente en bessies te diagnoseer. Ligte navorsing word ook gebruik om medisinale insluitings, preserveermiddels, plaagdoders en verskeie kankerverwekkende stowwe in produkte op te spoor.
Die hele absorpsiegroep word dikwels in 'n spektrochemiese (of spektroskopiese) kategorie gekombineer in die klassifikasie van optiese metodes van analise in analitiese chemie. Ten spyte van die feit dat die metodes inherent verskillend is, het hulle almal een ding in gemeen: hulle is gebaseer op dieselfde wette van ligabsorpsie. Maar terselfdertyd is daar beduidende verskille in die tipe absorberende deeltjies, die hardeware-ontwerp van die studie, ensovoorts.
Fotometriese verskeidenheid
Die naam van die stel metodes van spektrale molekulêre absorpsie-analise. Hulle is gebaseer op selektiewe absorpsieelektromagnetiese straling in die sigbare, ultraviolet, infrarooi gebiede deur die molekules van die komponent wat bestudeer word. Die konsentrasie daarvan word bepaal deur 'n spesialis volgens die Bouguer-Lambert-Beer-wet.
Fotometriese analise sluit fotometrie, spektrofotometrie en fotokolorimetrie in.
Fotoelektrokolorimetriese verskeidenheid
Die foto-elektrokolorimetriese metode is meer objektief in vergelyking met visuele kolorimetrie. Gevolglik gee dit meer akkurate navorsingsresultate. Verskeie FEC's word hier gebruik - foto-elektriese kolorimeters.
Die ligvloei wanneer dit deur 'n gekleurde vloeistof gaan, word gedeeltelik geabsorbeer. Die res daarvan val op die fotosel, waar 'n elektriese stroom ontstaan, wat 'n ammeter registreer. Hoe intenser die konsentrasie van die oplossing, hoe groter is die optiese digtheid. Hoe groter die mate van absorpsie van lig en hoe kleiner is die sterkte van die resulterende fotostroom.
Ons het die hele klassifikasie van optiese analise-metodes wat vandag in analitiese chemie gebruik word, ondersoek: refraktometriese, polarimetriese, optiese absorpsie. Hulle word verenig deur die behoefte aan voorlopige atomisering van die stof. Maar terselfdertyd word elkeen van die metodes onderskei deur sy eiesoortige kenmerke - variëteite van die ontvangs en registrasie van 'n sein vir ontleding.
