На головну

Фізико-хімічні методи аналізу | Атомно-емісійний спектральний аналіз (АЕС). | Полум'яна емісійна спектроскопія. | Атомно-абсорбційний спектральний аналіз. | Нефелометрія і турбідиметрія. | Люмінесцентний аналіз. | Схема приладу для проведення люмінесцентного аналізу. | Якісний і кількісний люмінесцентний аналіз. | Електрогравіметріческій аналіз | Основні закони і формули |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати

УФ-спектроскопія (Електронна спектроскопія).

Виникнення цих спектрів пов'язане з електронними переходами молекули.

Електромагнітне випромінювання в області 200-400нм впливає на зовнішні валентні електрони.

_____________________ ? * розпушують електрони, що утворюють просту зв'язок - ?-е

_____________________ ? * орбіталі подвійну, потрійну - ?-е

несвязивающіе У молекулах, що містять атоми таких еле

_____________________ N орбіталі ментів, як О, N існують неспаренние- n-е

_____________________ ? зв'язують Відповідно до цього позначають ?, ?, n-

_____________________ ? орбіталі орбіталі, які в основному стоянні

зайняті електронами.

При порушенні молекули квантом світла можливі переходи зі зв'язує (? і ?) або несвязивающей (n) орбіталі на розпушують орбіталь (? * або ? *) з більш високою енергією, яка в основному стані вільна (вакантна).

Найбільша енергія необхідна для збудження ? > ? * переходів, так як ?-зв'язок - найбільш міцний зв'язок. Ці переходи характерні для насичених вуглеводнів і їх характеристичні смуги з'являються в УФ-області при ? <200Нм.

Значно меншою енергії вимагають ? > ? * переходи, характерні для ненасичених вуглеводнів. Вони лежать у видимій та ближній УФ-області.

? > ? *; n > ? *; n > ? * всі ці переходи лежать в області> 200Нм.

Отже, ? > ? * характерний для сполук з подвійним і потрійним зв'язком; n > ? * для з'єднань типу RR1C = C-X, де (X = O, N, S, P). Це найбільш довгохвильова частина в спетре поглинання (вимагає найменшої енергії); переходи типу n > ? * характерні для сполук типу -C-C-OH, альдегіди, кетони насичені.

Таким чином, знаючи область поглинання відповідних переходів можна здійснити якісний аналіз (т. Е. Розпізнання) хімічних сполук.

Що ж являє собою електронний спектр? Як правило, це широка смуга.

?опт характеризує мінімум електронних переходів; А- характеризує висоту піку.

Необхідно в зв'язку з цим враховувати те, що за величиною ? всі органічні сполуки можна розділити на три типи:

1) якщо ?> 103, То це властиво зв'язаних ненасичених сполук, ? > ? *, наприклад вінілбензол, бутадієн

2) ? = 102-103 Це просто ненасичені, в тому числі і ароматичні з'єднання. ? > ? *, наприклад, етилен, метилбензол

3) ? <102 Це область, пов'язана з переходами n > ? * і n > ? * (сполуки, що містять атоми з неподіленої електронної парою, насичені спирти, альдегіди, кетони і т. Д.).

Таким чином, електронні спектри характеризують дві величини: ?опт і ?. За цим величинам можна визначити тип хімічної сполуки (Якісний аналіз). Крім того, А = ?lc, т. Е. А залежить від с. На цьому заснований кількісний аналіз, т. Е. Якщо відомі А, l, ?, то можна визначити с. Як це роблять? Будують калібрувальну залежність А = f (c) із застосуванням стандартних розчинів.

Найважливішим доповненням до закону Бугера-Ламберта-Бера є закон адитивності світлопоглинання. При наявності в розчині декількох забарвлених речовин кожне з них дає свій адитивний внесок у експериментально певну оптичну щільність:

А = А1 + А2 + ... аk

З огляду на, що А = ?lc, отримуємо:

А = l (?1c1 + ?2c2 + ... ?kck).

Відповідно до того, що А = ?lc, залежність оптичної щільності від концентрації повинна мати лінійний характер. Досвід показує однак, що лінійна залежність спостерігається не завжди. При практичному застосуванні закону Бугера-Ламберта-Бера необхідно враховувати наступні обмеження:

1) Закон справедливий для монохроматичного світла не дуже великої інтенсивності, тому слід писати: А? = ??lc;

2) Пучок світла повинен бути паралельним.

3) Коефіцієнт ? залежить від показника заломлення середовища. Якщо концентрація розчину порівняно невелика, його показник заломлення залишається таким же, яким він був у чистого ратворітеля, і відхилень від закону з цієї причини не спостерігається. У разі висококонцентрованих розчинів зміна показника заломлення може стати причиною відхилень від закону Бугера-Ламберта-Бера.

4) Температура при вимірах повинна залишатися незмінною, хоча б в межах декількох градусів.

5) Рівняння А? = ??lc дотримується тільки для систем, в яких светопоглощающими центрами є частки лише одного сорту.

ІК-спектроскопія.

У цьому методі при впливі променевої енергії на речовини не відбувається електронних переходів, а спостерігається коливання атомів в молекулі.

ІК-область випромінювання володіє відносно тупий енергією, вона здатна викликати в молекулі зміна коливань атомів, але не електронні переходи. Спектри в ІК-спектроскопії називаються колебательно-обертальними. _

Довжину хвилі в ІК-діапазоні вимірюють в мікрометрів (мкм), частоту висловлюють ?, см-1.

T = I / Io; А = -lgT = lgIo/ I

Для ? = 25мкм ? = 1 / 2510-4 = 400см-1

Інтенсивність смуг висловлюють або через пропущення (Т), або через оптичну щільність (А).

В ІК-спектроскопії всі можливі коливання атомів діляться на 2 типу: валентні і деформаційні.

Валентні коливання - це коливання атомів вздовж осі зв'язку, при яких збільшується або зменшується відстань між атомами, що утворюють зв'язок.

Деформаційні коливання змінюють кути між зв'язками і можуть бути площинними і внеплоскостнимі.

Певна група атомів поглинає випромінювання певної частоти. Наприклад, С = О аліфатичних альдегідів дає значну смугу поглинання в області 1720-1750 см-1, А група ОН при 3000-3200см-1, НітрильнаПідкладка група при 2250см-1

Області прояву характеристичних частот визначаються експериментально шляхом порівняння ІК-спектрів великої кількості речовин, що містять дану групу.

ІК-спектр є однією з фізичних характеристик молекули і може служити засобом як для встановлення ідентичності з'єднань, так і для визначення будови нового з'єднання.

 



Кількісний аналіз. | Основні вузли приладів абсорбційної спектроскопії.