Spektroskopia

Wielkości charakteryzujące metody spektrofotometryczne

Czułość oznaczeń

Czułość metody oznaczania jest to najmniejsze oznaczalne stężenie pierwiastka, które

można określić za pomocą danej metody. Liczbową miarą czułości metod

spektrofotometrycznych wynikającą z prawa Beera jest molowy współczynnik absorpcji

e = A / cl

gdzie: A - absorbancja, c - stężenie (mol/l), l - grubość kuwety (cm). Molowy współczynnik

absorpcji nie zależy od stężenia, natomiast zależy od długości fali światła padającego i rodzaju

substancji absorbującej światło, a w mniejszym stopniu od temperatury. Za czułe uważa się

metody spektrofotometryczne o wartościach molowych współczynników absorpcji e > 10000.

Precyzja i dokładność oznaczeń

Precyzja metody jest miarą zgodności otrzymywanych wyników, charakteryzuje więc

powtarzalność metody, a dokładność oznacza różnice między otrzymanymi wartościami

a wartością rzeczywistą. Precyzja metod spektrofotometrycznych zależy od zakresu

oznaczanych zawartości i od stosowanej techniki (mieści się w granicach 2-5%, w metodzie

różnicowej wynosi 0,2-0,5%). W pomiarach absorbancji precyzja zależy od mierzonych

wartości. Dokładność metod spektrofotometrycznych zależy od wszystkich etapów analizy

(pobranie próbki, rozpuszczanie, oddzielanie innych składników).

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 : Io - natężenie

promieniowania padającego, Ia - natężenie promieniowania zaabsorbowanego, Ir - natężenie

promieniowania odbitego i rozproszonego, It - natężenie promieniowania, które przeszło

przez roztwór, można napisać:

Io = Ia + It + Ir

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 Ir jest stałe i może być pominięte.