Люминесцентный анализ Люминесцентное свечение Возбуждающее излучение Исследуемый

Люминесцентный анализ

Люминесцентное свечение Возбуждающее излучение Исследуемый раствор Способность вещества к люминесцентному свечению используется для целей качественного и количественного анализа. Для целей анализа имеет важное значение «выход люминесценции» .

Выход люминесценции характеризует эффективность трансформации возбуждающего света в свет люминесценции, т. е. степень превращения возбуждающей энергии в энергию люминесцентного свечения. Энергетический выход люминесценции Квантовый выход люминесценции

Энергетический выход люминесценции - Вэ Это отношение излучаемой веществом энергии (Ел) к поглощенной энергии возбуждения (Еп), за счет которой возникает люминесценция. Чем больше энергетический выход люминесценции, тем больше интенсивность люминесцентного свечения. Интенсивность люминесцентного свечения зависит от концентрации люминесцирующего вещества, что лежит в основе количественного анализа Т. о. , создание условий для увеличения Вэ способствует повышению эффективности использования явления люминесценции для количественных определений

Квантовый выход люминесценции - Вкв Это отношение числа квантов люминесценции (Nл), излученных веществом, к числу поглощенных квантов возбуждающего света (Nп), за счет которых возникает свечение. Квантовый выход имеет значение при количественных определениях, поскольку интенсивность люминесценции пропорциональна числу излучаемых квантов. Т. о. , квантовый выход люминесценции имеет значение для чувствительности метода анализа (предела обнаружения определяемого компонента): чем больше квантовый выход, тем меньше количества люминесцирующего вещества можно обнаружить по его свечению.

Энергетический и квантовый выход люминесценции Поскольку Е=Nh , то: Iфл I II I – спектр поглощения II – спектр люминесценции стоксово смещение

Спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света. Это связано с перестройкой колебательного состояния молекулы, приводящей к установлению равновесного распределения по колебательным уровням и к высвечиванию в результате этого определенных длин волн

В эн = К п Вэн Закон Вавилова возб. Поэтому: Вкв (для данного спектрального интервала) возб.

Iфл 1 Влияние различных факторов на интенсивность люминесценции Iфл 2 t 0. Температурное тушение люминесценции 10 -4÷ 10 -7 моль/л с. Концентрационное тушение люминесценции (при больших концентрациях)

Влияние посторонних веществ на интенсивность люминесценции 1. Постороннее вещество поглощает те длины волн, которые испускает люминесцирующее вещество Iфл Iфл с 2. Постороннее вещество не поглощает испускаемое постороннего вещества. люминесцентное свечение Iфл Iфл с постороннего вещества.

Качественный анализ Основан на использовании спектральных люминесцентных характеристик веществ. Количественный анализ Основан на зависимости 1 2 3 4 Iфл=КС I 3 I 2 Iх I 1 5 6 с1 сх с2 с3 с

Эмиссионный спектральный анализ

Эмиссионный спектральный анализ – метод определения элементного состава веществ по атомным оптическим характеристическим спектрам. Оптические характеристические спектры можно наблюдать в том случае, когда вещество атомизировано. Атомы вещества в парообразном состоянии при определенных условиях способны излучать лучи определенных длин волн (так называемое характеристическое излучение).

Принцип метода Фотографическая регистрация спектра испускания Проба испарение автоматизация возбуждение 1 2 3 4 3 и т. д.

Интенсивность Фотоэлектрическая регистрация спектра испускания 1 2 3 Ф

Атомизаторы • Пламя: горючий газ и окислитель 1500 – 3000 о. С (горючий газ – метан, пропан, ацетилен, водород окислитель - воздух, N 20, кислород) Достоинства - стабильность, воспроизводимость, предел обнаружения до 10 -7 % • Электрическая дуга 3000 - 7000 о. С • Электрическая искра ~1000 12000 о. С

Резонансные линии Н Не К Li , нм 124 74 766 670 Е, эв 13, 3 16, 7 1, 6 1, 8

Качественный анализ • Расшифровка спектров • Установление в спектре аналитических или последних линий С 1 С 2 С 3 последние линии содержание элемента

Основные характеристики спектральной полосы I Imax/2

Количественный анализ I=acb (ф-ла Ломакина-Шейбе) если «b» (коэф. самопоглощения) и «а» (коэф. , зависящий от режима работы источника возбуждения) постоянны, то: I =ƒ(c): lg I = lga+b lgc Простейший случай: b=1; т. е. I=ас

Количественный анализ S – разность почернений S аналитических линий определяемого элемента и внутреннего стандарта интенсивности Sx Принцип измерения S (почернения фотопластинки): lgcx градуировочный график lgc Свет Ф ток i 0 Ф ток i

Метод градуировочного графика lgc c

Пламенная фотометрия • Возбуждение – пламя «пропан-воздух» • Определение легковозбудимых элементов (1 и 2 -ая группа) • Предел обнаружения 10 -8÷ 10 -4 % • Ошибка определения не более 1 -2 % плам я I I светофиль тр С =К с с1 излучени е с2 ввод (р-р) анализируемого раствора в виде аэрозоля в пламя горелки фотоэлеме нт Ф