Лекція. оптичні методи аналізу. спектрофотометрія....

Оптичні методи аналізу.

Спектрофотометрія. Емісійні

методи аналізу .

ПЛАН

1. Метод фотометричного титрування

2. Екстракційно-фотометричний метод

3. Спектрофотометрія

4. Емісійні методи аналізу

6. Метод фотометричного титрування

Грунтується на фотометричному способі індикації точки еквівалентності; застосовують для визначення великих кількостей аналізованої речовини.

Крива фотометричного титрування за величиною поглинання досліджуваної речовини

Крива фотометричного титрування за величиною поглинання титранту

те Vт

А А

те Vт

Крива фотометричного титрування за величиною поглинання продукту реакції

А

те Vт

7. Метод багатохвильової спектрофотометрії (використовують для аналізу багатокомпонентних сумішей)

де λ1 – перша аналітична довжина хвилі;

λ2 – друга аналітична довжина хвилі;

Аλ1 – оптична густина суміші при довжині хвилі λ1;

Аλ2 – оптична густина суміші при довжиніхвилі λ2;

С1 – концентрація компонента 1;

С2 – концентрація компонента 2;

– молярні коефіцієнти

поглинання компонентів 1 та 2 при довжинах хвиль λ1 та λ2 відповідно.

1221

2121;;;

2121

1221

1221

22

1

AAC

1121

2112

2221

11

2

AAC

8. Екстракційно-фотометричний метод

Метод застосовують при аналізі складних сумішей, коли:

визначають малі кількості одних речовин у присутності великих кількостей інших;

визначають домішки у присутності основних компонентів;

визначення речовини в суміші пов'язано з великими труднощами.

Фотоелектроколориметрію широко застосовують в аналізі фармацевтичних препаратів, що обумовлено наступними обставинами:

можливістю використовувати відносно некоштовну і загальнодоступну апаратуру для проведення аналізу з достатньо високою точністю (1-3%);

наявністю різних фотометричних методик аналізу для визначення неорганічних та багатьох органічних сполук;

широким вибором фотометричних методик, що дозволяють проводити визначення речовини в інтервалі вмісту від 100 до 10-6 %.

Спектрофотометрія Метод фотометричного аналізу, в якому

визначення вмісту речовини проводять за поглинанням нею монохроматичного світла у видимій, УФ- і ІЧ- областях спектра.

Світло – монохроматичне

Спектральна область:

- 180-760нм – прилад УФ-спектрофотометр;

- 760-1100нм – прилад ІЧ-спектрофотометр.

Точніть вимірювання – ± 2%

Кількісний аналіз однокомпонентних систем проводять тими ж методами, що і у фотоелектроколориметрії:

методом порівняння оптичної густини стандартного розчину і розчину, що досліджують;

методом визначення за середнім значенням молярного коефіцієнта світлопоглинання;

методом градуювального графіка;

методом диференційної спектрофотометрії ;

спектрофотометричним титруванням.

Типові криві фотометричного титрування. Молярні коефіцієнти поглинання речовини, що визначають, продукту реакції і титранта

позначені символами εs, εp, εt відповідно.

При титруванні речовин, що не поглинають, забарвленим титрантом з утворенням безбарвних продуктів

При утворенні забарвлених продуктів з безбарвних реагентів

εs=εp=0

εt>0 εp>0 εs=εp=0

Спектрофотометрія в

якісному аналізі УФ-спектрофотометрія

Встановлення структури органічних сполук за характерними для окремих груп хімічних зв’язків довжинами хвиль максимумів або мінімумів поглинання, за інтенсивністю поглинання

Вивчення міжмолекулярної взаємодії та утворення комплексів із переносом зарядів (π-комплексів)

Ідентифікація речовин за значенням ε у точці максимуму для розчинів із відомою концентрацією

Характеристика енергетичних рівнів електронів в

органічних сполуках

ІЧ-спектроскопія

Ідентифікація речовин:

за характерними максимумами в області «відбитків пальців» при відповідних характеристичних частотах (600 – 1500 см–1);

шляхом порівняння спектра аналізованої речовини зі спектром речовини-стандарту;

Визначення структури органічних і неорганічних сполук за характерним поглинанням (максимуми в спектрі) для кожної групи атомів.

Якісний аналіз в інфрачервоній області спектра проводять двома способами: знімають спектр невідомої речовини в

області 5000-500 см-1 і відшукують подібний спектр в спеціальних каталогах або таблицях;

в спектрі речовини, що досліджують, відшукують характеристичні смуги, за якими можна судити про склад речовини.

ЕМІСІЙНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

Грунтуються на вимірюванні

інтенсивності світла,

випромінюваного речовиною.

ЕМІСІЙНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

Розділяються на:

- емісійний спектральний аналіз;

- полум’яну фотометрію;

- флуоріметрію.

Емісійний спектральний аналіз

Метод грунтується на вимірюванні

довжини хвилі та інтенсивності

випромінювання іонів, атомів або

молекул аналіту, збуджених у

високотемературних джерелах світла

(електрична дуга, електрична іскра).

Полум’яна фотометрія

Метод кількісного елементного

аналізу за атомними спектрами

випускання, які отримують

переведенням аналізованої

речовини в атомний пар у полум’ї.

ЕМІСІЙНИЙ СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛІЗ

Якісний аналіз Основан на властивості збудженого хімічного

атома аналіту випромінювати лінійчатий

спектр.

Задача якісного аналізу – знайти лінії

елементу в спектрі проби.

Належність аналітичної лінії даному елементу

встановлюють за довжиною хвилі та

інтенсивності лінії.

Межа виявлення: 10–2 – 10–5 %

ЕМІСІЙНИЙ СПЕКТРАЛЬНИЙ АНАЛІЗ

Кількісний аналіз Основан на зв’язку між інтенсивністю

спектральної лінії і концентрацією елементу.

В залежності від способу оцінки інтенсивності розрізняють наступні методи кількісного емісійного спектрального аналізу:

візуальні;

фотографічні;

фотоелектричні.

Межа визначення: до 10–7 – 10–9 г.

ЕМІСІЙНА ПОЛУМ’ЯНА ФОТОМЕТРІЯ

Якісний аналіз Основана на отриманні атомних

спектрів випускання переведенням

аналізованої речовини в атомний пар

у полум’ї.

Визначають лужні, лужноземельні

елементи, а також деякі інші метали.

ЕМІСІЙНА ПОЛУМ’ЯНА ФОТОМЕТРІЯ

Кількісний аналіз Основана на функціональній залежністі

інтенсивності спектральної лінії (I) визначуваного елементу від його концентрації в розчині (С).

Основне рівняння:

lgI = lga + b∙lgC ,

Де:

а – коефіцієнт пропорційності (залежить від тем-ператури та стабільності джерела збудження);

b – коефіцієнт самопоглинання, що враховує

поглинання квантів світла незбудженими атомами.

ЕМІСІЙНА ПОЛУМ’ЯНА ФОТОМЕТРІЯ

Кількісний аналіз

Кількісне визначення проводять:

за методом градуювального графіка

(лінійна залежність lgI = f(lgC));

за методом добавок.

Межа визначення: до 10–3 – 10–4 %