CZĘŚĆ TEORETYCZNA Zasada i podział spektrofotometrii W metodach spektrofotometrycznych wykorzystuje się absorpcję promieniowania elektromagnetycznego . Warunkiem wystąpienia tego zjawiska jest, aby energia padającego promieniowania odpowiadała różnicy energii poziomów elektronowych danej cząsteczki , tj. aby elektrony pochłaniającej cząsteczki mogły być przeniesione ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego. Spektrofotometrię dzieli się pod względem długości stosowanego promieniowania na trzy zasadnicze działy: spektrofotometrię w nadfiolecie (UV) (200 - 380nm), spektrofotometrię w świetle widzialnym (VIS) (380 - 780nm),
spektrofotometrię w podczerwieni (IR) (780 - 25000 nm).
Między spektrofotometrią w świetle widzialnym i nadfiolecie nie ma istotnych różnic teoretycznych ani aparaturowych, natomiast spektrofotometria w podczerwieni jest zupełnie inna. Spektrofotometrią nazywa się zespół metod badawczych opartych na pomiarze stosunku natężeń dwóch wiązek promieniowania w funkcji długości fali. Z dwóch wiązek jedna jest wiązką promieniowania padającego na badaną próbkę, a druga wiązką odniesienia. Spektrofotometria jest więc metodą porównawczą. Stosowana jest do oznaczania substancji: bezbarwnych (spektrofotometria UV), barwnych (spektrofotometria VIS) i substancji tworzących barwny związek w wyniku reakcji.
Prawa absorpcji Z padającej na warstwę roztworu równoległej wiązki promieniowania monochromatycznego część ulega absorpcji (pochłonięciu), część przechodzi przez roztwór, część zaś ( mniej niż 5%) ulega odbiciu i rozproszeniu. Oznaczając przez : I o - natężenie promieniowania padającego, I a - natężenie promieniowania zaabsorbowanego, I r - natężenie promieniowania odbitego i rozproszonego, I t - natężenie promieniowania, które przeszło przez roztwór, można napisać:
I o = I a + I t + I r Pomiar absorpcji wykonuje się zawsze w zestawieniu z roztworem porównawczym , tzw. odnośnikiem najczęściej jest nim rozpuszczalnik lub ślepa próba. W celu wyeliminowania czynników dodatkowych, jak np.: odbicie rozproszenie; obydwa roztwory są umieszczone w identycznych kuwetach, więc natężenie I r jest stałe i może być pominięte. Wtedy:
I o = I a + I t Transmitancja ( przepuszczalność) wskazuje, jaka część promieniowania padającego zostaje przepuszczona przez ośrodek absorbujący. Wielkość ta jest podawana zwykle w procentach zgodnie z wzorem:
T = I t / I o x 100%
Absorbancją (gęstością optyczną (D) lub ekstynkcją (E)) nazywa się logarytm stosunku natężenia promieniowania padającego do natężenia promieniowania wychodzącego:
A = lg 1 / T = lg I
(…)
… kompleksy halogenkowe, np. SbCl6-, TaF6-, GaCl4-, BF4-, AuCl4-, które łączą się w pary jonowe z zasadowymi barwnikami, takimi jak np. rodamina B, fiolet metylowy, zieleń brylantowa, błękit metylenowy. Te kompleksy asocjacyjne są ekstrahowane różnymi rozpuszczalnikami organicznymi. Okolicznością sprzyjającą jest fakt, że nadmiar elektrododatniego barwnika pozostaje podczas ekstrakcji w fazie wodnej. Metody…
… wodorowa (lampa deuterowa), pracująca zwykle pod napięciem z sieci i zawierająca wodór (deuter) pod zmniejszonym ciśnieniem. W tych warunkach powstaje ciągłe widmo wodoru cząsteczkowego. Natężenie wiązki reguluje się za pomocą przesłony irysowej lub regulowanej szczeliny. Monochromatyzację promieniowania uzyskuje się przez zastosowanie pryzmatów lub siatek dyfrakcyjnych, połączonych z wąską szczeliną wycinającą praktycznie monochromatyczną wiązkę. Pryzmaty, w zależności od zakresu stosowania, mogą być wykonane ze szkła lub kwarcu. Pryzmaty szklane, których zastosowanie ogranicza się do zakresu widzialnego, dają lepsze rozszczepienie promieniowania niż pryzmaty kwarcowe stosowane dla zakresu nadfioletowego. Wskutek udoskonalenia siatek dyfrakcyjnych w ostatnich latach monochromatory pryzmatyczne zostały prawie całkowicie wyeliminowane z aparatury spektrofotometrycznej. Siatka dyfrakcyjna jest to wypolerowana płytka szklana lub metalowa z dużą ilością równoległych rys położonych blisko siebie. Ze względów konstrukcyjnych zarówno w spektrometrach z pryzmatem, jak i z siatką, żądaną długość fali uzyskuje się przez osiowy obrót elementu rozszczepiającego, a nie przez przesuwanie wyjściowej szczeliny monochromatora…
… się zmniejsza. Detektory te starzeją się, tracą zdolność wytwarzania fotoprądu i wymagają wymiany. Fotoogniwa pracują tylko w zakresie widzialnym i nie wymagają zasilania z zewnątrz co jest dużą zaletą ze względu na niskie szumy które mogły by wynikać z niestabilności podłączonego zasilania jak w przypadku niżej omawianych detektorów .
Fotokomórka składa się z dwóch elektrod metalowych zatopionych w bańce szklanej, z której usunięto powietrze, pozostających pod stałym napięciem ok.100V.Katoda jest pokryta warstewką substancji zdolnej do emitowania elektronów pod wpływem promieniowania. Kiedy promieniowanie pada na fotokomórkę, elektrony emitowane przez katodę są przyciągane przez anodę (jest ona kolektorem elektronów) i płynie wtedy prąd. Fotokomórki są odpowiednimi detektorami w zakresie nadfioletu…
…. oznaczanie tytanu, wanadu, uranu).
Najliczniejszą grupą metod spektrofotometrycznych stanowią metody z udziałem dwufunkcyjnych ligandów tworzących z jonami metali kompleksy chelatowe. Występują wśród nich chelaty elektroujemne i elektrododatnie, rozpuszczalne w wodzie. Chelaty elektroujemne tworzą np. nitrozo-R-sól (z kobaltem), arsenazo I (np. z pierwiastkami ziem rzadkich), arsenazo III (np. z cyrkonem…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)