2 3 - metode optice 1
Post on 14-Oct-2015
81 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
METODE OPTICE DE ANALIZ (1)
-
Principii fundamentale ale spectroscopiei optice
absorbia sau emisia radiaiilor electromagnetice de ctre molecule sau atomi radiaia electromagnetic proprieti und i de particol caracterizare prin : lungimea de und cm (micrometri m, nanometri nm, milimicroni m, angstromi frecvena (nr cicli/sec) - herzi Hz amplitudine A - cmEnergie - eV, keV , meV, calorii (cal, kcal), , ergi
Rezultatele msurtorii spectroscopic reprezentare grafic spectru.
-
Caracterizarea undelor electromagnetice Lungimea de und () = wave lengthAmplitudine = amplitudeUnde cu frecven nalt = High frequency wavesUnde cu frecven joas = Low frequency waves
-
Relaii intre proprietile radiaiilor electromagnetice
E = h h - constanta lui Planck = 6,626 10-27 erg-sec. = cc = 3108 cm/secfcnd nlocuirile se obine: E = h c/ ; E = h c_ 1/ = , unde este numrul de und i reprezint numrul de perioade pe cm. __
-
Domeniile spectrului electromagnetic n funcie de domeniile de valoare pentru , i
_
-
Aparatura utilizat Schema bloc pentru un spectrometru de absorbie (a) i unul de emisie (b) a)b) toate componentele optice trebuie s fie transparente pentru domeniul ales !!!!Spectrofotometru in UV VIS Lambda 25 Perkin Elmer Spectrometru FT-IR Spectrum BX Perkin Elmer Spectrometru de absorbtie atomica cu cuptor de grafit Perkin Elmer Spectrometru RMN Varian
-
Caracterizarea prilor componente ale aparaturii in spectrometria UV VISSursasemnalul emis trebuie s fie o radiaie continu n domeniul ales;semnalul trebuie s fie constantMonocromatorulscop: separarea radiaiei policromatice ntr-una monocromaticdispozitiv de tip optic (prisme)
-
Cuvele pentru prob
materiale transparente n domeniul lungimii de und utilizate;grosimea trebuie s fie reproductibil, constant, cunoscut, msurabil.ultraviolet vizibil - cuve din cuar ( 200 nm 400 nm) i sticl moale sau Pyrex ( 300 nm 2,5m)infrarou - discuri din NaCl (max 15 m), KCl (max 30 m), KBr (max 27 m), cristal de cuar (max 4 m), TiBr-TiCl (max 30 m)
Cuvapentru spectrofotometru din sticla optica/ quart Drum optic 10 mm Interior 10 mm Volum 3,5 ml Lungime ext. cuva 45 mm IR dispozitive pentru probe (a) lichide, (b) gaz, (c)solide ab c
-
Detectorii
fotomultiplicatoare, emulsii fotografice, termocuple i celule fotoelectrice n funcie de domeniul spectrului.
n domeniul UV vizibil - fotocelule, celule fotomultiplicatoare, filme fotograficen domeniul IR apropiat - celule fotoconductive, termocuple, celule pneumatice.
-
Pri componente ale spectrofotometrului de absorbie UV VISDiferentieri functionale UV/VIS
-
Tipuri de spectrofotometre UV VISSchema de principiu a spectrofotometrului cu dublu fascicolSchema bloc a unui spectrofotometru monocanal
-
Absorbia i emisia radiaiei electromagnetice
Notiuni fundamentale
Transmitanta T Absorbanta A
T = I/I0A = -ln(T)
-
Rezultatul determinarii spectroscopice spectru Spectrele de absorbie A = f().Fiecare substan are un spectru de absorbie caracteristic, ca form general, ca domeniu spectral, ca numr de maxime (picuri) precum i ca raporturi ntre intensitile diverselor picuri
-
LEGILE ABSORBTIEI - Legea Lambert-Beerln(I0/I) = klA = klk - coeficientul de absorbie ; l lungimea cuvei k = const. Ck - coeficient molar de extincie (sau de absorban) notat , pentru c [mol/l]A = lCI = I0e-kl
-
Abateri ale legii Lambert-Beer
Apar dac substana analizat i modific proprietile fizico-chimice n funcie de concentraie Abaterea de la liniaritateCauze:
chimice - modificarea coeficientului molar de extinie REACTII CHIMICE
fizice reflexie i absorbie de pe pereii cuvelor radiaii incidente ne-monocromatice variaii de temperatur turbiditate ridicat a probei
-
Spectrometria de absorbie n UV-VIS
Colorimetria (VIS: 550-560nm - verde)
Fotometria (VIS: lumina incident este filtrat prin filtre optice, cu spectru larg)
Spectrofotometria ( UV VIS: lumina incident este filtrat prin monocromatoare, domeniul ngust)
-
Determinari calitative in spectroscopia optica Compararea spectrelor de absorbie ale substanelor n domeniul UV-VIS, (180-1100nm) cu spectre cunoscute max maxim de absorbie X - selectivitatea maximului de absorbie Spectrul de absorbie al Rodaminei B
-
Exemple de spectre de absorbtie in vizibil
-
n chimia organic, absorb n UV/VIS perechile de electroni de valen legturi i , electronii neparticipani spectre cu transfer de sarcin.
Fiecare tranziie lungime de und caracteristic (maxim) i un coeficient molar de absorbie, Diagrama energetic a tranziiilor de rotaie, vibraie i electronice posibile pentru o molecul dat
0, 1, 2, ... - nivele de rotaie, +1 - nivele de vibraieP, R, Q tipuri de tranziii
-
- grupri cromofore (auxocrome) grupri de atomi care dau ntregii molecule calitatea de a absorbi lumina
- grupare cromofor locul din molecul unde-i au originea tranziiile electronice
-
Culoarea unui compus nu este culoarea absorbita ci este culoarea care ramane dupa ce se scade frecventa absorbita din sursa de radiatii
-
Determinari cantitative in spectroscopia opticaCurb de calibrare (etalonare): A = f(C)Domeniul valabilitii legii Lambert-Beer, pentru care se respect liniaritatea funciei A = f(C) nivele de concentraie de 10-2 molL-1 componenti minori < 10%
-
Determinarea concentratiei pentru proba necunoscuta1 - prin comparaie cu un etalon de concentraie cunoscut- interpolare pe curba- pe baza ecuatiei curbei y = ax + b, y=A x = C - prin intermediul factorului de panta Fm2 - cu ajutorul unui factor constant (coeficient molar de absorban/extinctie)
Chart1
0
0.032
0.061
0.09
0.132
0.202
0.26
Concentratie, mg
Absorbanta
Nitriti legume - Curba etalonare
Sheet1
0.0720.1040.032
0.0720.1330.061
0.0720.1620.09
0.0720.2040.132
0.0720.2740.202
0.0720.3320.26
concabsFi
00
10.0050.0320.156
20.010.0610.164
30.0150.090.167
40.020.1320.152
50.030.2020.149
60.040.260.154
0.941 Fi
0.157Fm
abs xconc x (Fm)conc x (functie)
0.1410.0220.022
0.3220.0510.049
Sheet1
Concentratie, mg
Absorbanta
Nitriti legume - Curba etalonare
Sheet2
Sheet3
-
Determinarea concentraiei adou specii diferite- aditivitatea absorbantei solutiei
1,2, n- coeficieni de absorban molari ai substanelor 1,2,...,n din soluie c1, c2, cn concentraiile molare ale substanelor 1,2,...,n n soluieb - grosimea stratului de soluie.
Pentru doi componenti x si y avem:
-
Practic se fac doua masuratori de aborbanta la 1 si 2 (maxim de absorbtie pentru x si y) A1 i A2- absorbanele amestecului la lungimile de und 1, 2 Ax1AX2 i Ay1 Ay2 absorbanele substanelor x i y la lungimea de und 1 si 2 x1 x2 i y1 y2 coeficieni de absorban molari ale substanelor x i y la lungimea de und 1si 2 (se determina separat pe solutii de concentratii cunoscute ale lui x si y)
cx cy
-
Erori posibile la determinarea absorbanei soluiilor
Absorbana final msurat (A msurat) n se compune din: - absorbana probei de analizat (A prob) - absorbana datorat culorii proprii a probei (A culoare proprie) - absorbana datorat reactivilor (Areactiv)A - Spectrofotometrul este reglat la zero, B - Se fotometreaz reactivii fr reactivul de baz,C - Se introduce proba ce prezint o culoare individual i se fotometreaz ,D - Se adaug reactivul de baz, are loc reacia de culoare dup care se fotometreaz din nou.
top related