СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Калякина О П ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Калякина О. П.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА - основаны на зависимости физических свойств вещества от его природы, причем аналитический сигнал представляет собой величину физического свойства, функционально связанную с концентрацией или массой определяемого компонента. В качестве аналитического сигнала используют интенсивность излучения, силу тока, электропроводность, разность потенциалов и др. Спектроскопические, электрохимические, хроматографические

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ - методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом Электромагнитное излучение: Волновая природа (отражение, рассеяние, интерференция, дифракция, преломление) Корпускулярная природа (поглощение и испускание)

Максвелл: Электромагнитная волна – переменное электрическое поле, Максвелл связанное с магнитным полем. Взаимодействие волны с окружающей средой можно рассматривать, используя как электрический, так и магнитный векторы E – вектор электрического поля Н – вектор магнитного поля

ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТА Длина волны (λ) – расстояние, проходимое волной за время одного полного колебания (м, мкм, нм) Частота (ν) – число колебаний электромагнитной волны в единицу времени (Гц, с-1)

ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕТА

Переход частицы из одного энергетического состояния в другое сопровождается поглощением или испусканием кванта электромагнитного излучения. Каждому переходу отвечает монохроматическая спектральная линия Совокупность спектральных линий, принадлежащих частице, составляет ее спектр

ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПЕКТРА Область Длина волны, м Процесс Радиочастотная 101 – 10 -1 Изменение спинов ядер и электронов Микроволновая 10 -1 – 10 -3 Изменение вращательных состояний Оптическая: УФ видимая 10 -6 – 10 -8 Изменение состояний валентных электронов инфракрасная 10 -3 – 10 -6 Изменение колебательных состояний Рентгеновская 10 -8 – 10 -10 Изменение состояний внутренних электронов Гамма-излучение 10 -10 – 10 -13 Ядерные реакции

СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕКТРОВ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Качественный анализ Идентификация – положение (частоты, длины волны) максимумов линий (полос) в электромагнитном спектре Определяются только природой вещества и не зависит от концентрации Количественный анализ – использование интенсивности линий. Интенсивность спектральной линии является функцией концентрации вещества – может использоваться в качестве аналитического сигнала

ПОМЕХИ В СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДАХ АНАЛИЗА Спектральные помехи – мешающий компонент находится в аналитически активной форме (в форме, дающей аналитический сигнал), вносит вклад в величину аналитического сигнала. Устранение помех: Отделение мешающего компонента и перевод его в аналитически неактивную форму (маскирование) Разделение сигналов определяемого и мешающего компонентов инструментальными средствами Разделение вкладов компонентов в общую величину аналитического сигнала математическими средствами

ПОМЕХИ В СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ МЕТОДАХ АНАЛИЗА Химические помехи – мешающий компонент аналитически неактивен, оказывает косвенное влияние, изменяя концентрацию аналитически активной формы определяемого вещества (мешающее влияние фосфатов при атомноабсорбционном определении кальция) Устранение помех: варьирование р. Н, температуры, введение вспомогательных реактивов

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ АТОМНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Метод Диапазон ЭМ излучения Процесс Способ Атомизации Возбуждения Атомно-эмиссионный оптический эмиссия Высокотемпературный Атомнофлуоресцентный оптический эмиссия Высокотемпературный ЭМ излучение Атомноабсорбционный оптический абсорбция Высокотемпературный Не требуется Рентгенофлуоресцентный рентгеновский эмиссия Не требуется ЭМ излучение