Метод сравнения , основанный на сравнении аналитических сигналов А исследуемого и стандартного растворов. Приготавливают анализируемый и стандартный растворы аналита в светопоглощающей форме и измеряют их оптические плотности при одинаковых условиях:. Метод применяется при однократных определениях и при неустойчивости аналитического сигнала во времени. Метод сравнения требует обязательного соблюдения основного закона светопоглощения, то есть прямой пропорциональной зависимости между оптической плотностью раствора и его концентрацией. Приготавливают стандартных растворов аналита в светопоглощающей форме в интервале ожидаемых концентраций анализируемых растворов и измеряют их оптические плотности, не менее 3-х параллельных измерений для каждой концентрации. По средним значениям полученных данных строят градуировочный график зависимости А от с , с помощью которого и определяют неизвестную концентрацию аналита в анализируемом растворе. Метод не требует строгого соблюдения основного закона светопоглощения и применяется при многократных серийных анализах. В мерной колбе приготавливают раствор аналита. Из одной его аликвотной части приготавливают анализируемый раствор с неизвестной концентрацией с х и измеряют его оптическую плотность А х. К другой аликвотной части добавляют известное содержание определяемого элемента и в том же объеме готовят анализируемый раствор с добавкой. Из отношений измеренных оптических плотностей получим:. Метод добавок применяют в тех случаях, когда наблюдается сильный матричный эффект влияние основы пробы , который нельзя предусмотреть при приготовлении стандартных растворов. Являясь разновидностью метода сравнения, он требует обязательного соблюдения основного закона светопоглощения. Можно использовать и графический варинт этого метода, но тогда необходимо приготовить два раствора с двумя разными добавками и. По измеренным значениям оптической плотности А х , и строят график рис. Модуль отрезка 0 с х и является неизвестной концентрацией с х. Сущность метода состоит в том, что оптические плотности анализируемых и стандартных растворов измеряют не по отношению к чистому растворителю с нулевым поглощением света, а по отношению к раствору определяемого элемента с известной концентрацией с 0 , близкой к концентрации исследуемого раствора. Метод применяют при определении больших содержаний элементов, а так же для устранения мешающего влияния посторонних компонентов и исключения поглощения реагента. Существуют и другие варианты этого метода, среди которых так же широко применяются два следующих. В этом варианте применяют обратный порядок измерений: Максимальная концентрация анализируемых растворов ограничивается концентрацией с 0 раствора сравнения. Концентрацию с х исследуемого раствора определяют аналогично предыдущему варианту с той лишь разницей, что здесь относительная оптическая плотность исследуемого раствора равна разности оптической плотности между значениями оптической плотности раствора сравнения и анализируемого раствора: Концентрацию с х исследуемого раствора рассчитывают по формуле 2. Для построения градуировочного графика рис. Измеренные относительные оптические плотности первой серии растворов откладывают на положительной полуоси графика, а второй серии — на отрицательной. Концентрацию исследуемого раствора определяют с помощью такого графика, используя положительную или отрицательную полуоси в зависимости от прямого или обратного порядка измерений относительной оптической плотности исследуемого раствора. Концентрации исследуемого раствора можно также рассчитывать и по формулам 2. Двустороннее дифференцирование при использовании одного и того же раствора сравнения позволяет увеличить интервал анализируемых концентраций примерно в 2 раза при неизменной воспроизводимости результатов. Экстракционно-фотометрический метод основан на сочетании экстракции светопоглощающей формы аналита не смешивающимся с водой органическим растворителем с последующим фотометрическим определением его в органической фазе одним из ранее описанных способов. Метод обладает высокой чувствительностью и селективностью. Количественное проведение однократной экстракции аналита достигается при условии, что коэффициент распределения D экстрагируемого соединения MeR удовлетворяет соотношению: Фотометрическое титрование выполняется аналогично титрованию с визуальным индикатором, но одновременно измеряется по мере титрования и оптическая плотность титруемого раствора. По результатам титрования строят кривую титрования рис. При образовании малоустойчивого комплекса резкого излома на кривой не наблюдается и V экв определяют по абсциссе точки пересечения касательных к линейным участкам кривой. Зная расход титранта и состав образующегося светопоглощающего соединения, находят массовое содержание аналита:. Возможны и другие формы кривых титрования в зависимости от того, какой компонент фотометрической реакции обладает светопоглощением. Метрологические характеристики в общем виде были рассмотрены в разделе 1. Они в полной мере применимы и к фотометрическим методам анализа, где в качестве аналитического сигнала Y следует использовать оптическую плотность А. Инфракрасная спектроскопия ИКС принадлежит к обширной группе методов молекулярной спектрометрии и основана на избирательном поглощении излучения в инфракрасной области 0. От других фотометрических методов она существенно отличается определенной особенностью в связи с тем, что способностью поглощать инфракрасное ИК излучение могут только те молекулы веществ и соединений, у которых изменяется дипольный момент при колебаниях атомов. Поэтому ИК-спектры молекул характеризуются высокой информативностью и являются такой же характеристикой вещества, как отпечатки пальцев человека. ИКС применяется в различных областях физико-химических исследований. Широкое применение ИКС получила в аналитической химии органических соединений. В неорганической химии она применяется, главным образом, при идентификации комплексных соединений, при установлении координационной связи атома металла с донорными атомами лигандов. Химические связи между атомами в молекуле не являются абсолютно жесткими и отдельные атомы находятся в постоянном движении, обусловливая колебание молекулы как единого целого. Все колебательные движения молекулы можно разложить на так называемые нормальные колебания , имеющие свои собственные пространственные характеристики и частоты. Нормальным называют такое молекулярное колебание, при котором все атомы движутся в одной фазе и с одинаковой частотой. Валентные колебания — периодическое возвратно-поступательное движение атомов вдоль оси связи симметричное и асимметричное , не изменяющее формы молекулы. Частота валентных колебаний атомов атомных систем в молекуле зависит от массы атомов и соединяющих их сил связи, ее можно рассчитать с помощью уравнения Гука, описывающего движение гармонических осцилляторов:. Деформационные колебания, которые бывают, в основном, двух типов. Первый тип колебаний обусловлен изменением угла связи между двумя атомами, каждый из которых связан с третьим атомом. Второй тип — это движение группы атомов относительно остальных атомов молекулы. Деформационные колебания бывают как симметричные, так и асимметричные, и многие из них направлены перпендикулярно линии связи. Схематическое изображение различных видов колебаний молекулы показано на рис. Для того, чтобы ИК-излучение могло взаимодействовать с колеблющейся молекулой, она должна претерпевать изменение дипольного момента в процессе колебания. Поглощается только такое ИК-излучение, с которым колеблющаяся молекула может когерентно взаимодействовать, то есть частота которого совпадает с частотой колебания атомов в молекуле. Поглощенное ИК-излучение приводит к измененеию колебательной и вращательной энергии, а на осуществление электронных переходов ее недостаточно. Тем не менее одновременное изменение колебательной и вращательной энергий и межмолекулярные взаимодействия приводит к тому, что в ИК-спектре появляются не отдельные линии, а много полос поглощения, хотя и существенно более узких, чем в электронных спектрах см. При этом интенсивность полосы поглощения тем больше, чем более полярная связь. Нормальные колебания обычно мало подвержены влиянию со стороны соседних частиц, так что ИК-спектр является в высшей степени характеристичным для данной молекулы. В ИК-спектре выделяют три области, в каждой из которых можно получить различную информацию, используя различающуюся аппаратуру и технику эксперимента. Для анализа органических соединений особенно часто используют среднюю ИК-область 2. В ИК-спектре многоатомных молекул проявляются колебания двух типов: Полосы поглощения скелетных колебаний наблюдаются в интервале волновых чисел — см —1 и характерны для линейных и разветвлено-цепных структур молекул. И хотя отдельные полосы поглощения очень трудно отнести к определенным колебаниям атомов, зато в целом совокупность наблюдаемых полос поглощения достаточно характеризует исследуемую молекулярную структуру. Частоты колебаний характеристических групп, напротив, мало зависят от строения молекулы в целом, и в основном, находятся в ближней ИК-области 0. Именно по характеристическим частотам определенных атомных групп и проводят идентификацию органических соединений и обнаружение тех или иных атомных группировок и радикалов. Приведенные в таблице 2. Однако когда две такие обособленные группы, имеющие сравнимые частоты, оказываются в молекуле рядом, возникает резонансное взаимодействие, значительно сдвигающее наблюдаемые частоты относительно ожидаемой величины. Сдвиги частот характеристических групп могут возникать и по другим причинам, в частности в результате взаимодействия между различными молекулами. Так, валентная частота группы —OH в спиртах сильно зависит от силы образующейся водородной связи, которая удлиняет и ослабляет связь —ОН и, следовательно, понижает ее частоту. Однако уже сами по себе сдвиги частот характеристических групп, обусловленные резонансными или межмолекулярными эффектами, являются высоко характеристическими и весьма полезны для аналитических целей. В качестве источников ИК-излучения используют не лампы накаливания, а специальные нагреватели — штифт Нернста , глобар и нихромовую ленту. Приемником излучения, фиксирующим степень ослабления ИК-излучения, прошедшего через поглощающий слой, являются различные тепловые элементы: Для измерения поглощения ИК-излучения, как и в других методах молекулярной спектрометрии, используют два типа приборов ИК-спектрометров — однолучевые и двухлучевые. Однолучевой прибор фиксирует только один пучок ИК-излучения и непосредственно регистрирует его количество, прошедшее через анализируемый образец и оптику прибора рис. Пропуская ИК-излучение последовательно через кювету без образца и с анализируемым образцом, измеряют, соответственно, интенсивности ИК-излучения I 0 и I. Во многих приборах монохроматор 2 помещают после кюветного отделения 3. В двухлучевых приборах ИК-излучение от источника разделяется на два одинаковых параллельных потока, один из которых проходит через анализируемый образец, а другой — через кювету сравнения фон. Преобразованные световые потоки регистрируются детектором и регистрирующее устройство автоматически фиксирует их разность. Двухлучевые приборы удобны в работе, превосходят однолучевые в скорости регистрации ИК-спектров, но уступают им в точности полученных результатов. Однолучевой прибор позволяет получить более точные измерения пропускания, чем двухлучевой, и надежнее фиксировать любые его изменения. Поэтому он больше подходит для количественных определений. В некоторых случаях, когда регистрируют поглощение ИК-излучения, примыкающего к видимой области, используют плавленый кварц и специальные стекла см. Определенные ограничения существуют и у применяемых растворителей. Например, верхний предел пропускания у хлороформа составляет 3. Вода, как растворитель, вообще не применяется, так как она в любых формах интенсивно поглощает ИК-излучение, и кроме того, несовместима с элементами спектрометров из кристаллов галогенидов щелочных металлов. При измерении поглощения ИК-излучения, кроме растворов, применяют твердое таблетирование с KBr и суспендирование с вазелином и другими маслами. Количественное определение органических веществ по поглощению ИК-излучения проводят аналогично фотометрии в ультрафиолетовой и видимой областях. Здесь также при количественных определениях используется основной закон светопоглощения в его логарифмической форме: Наиболее распространенным способом методом количественного определения является метод градуировочного графика. Большое значение в количественной ИК-спектроскопии имеет неизбирательное поглощение фона, особенно при использовании твердых брикетированных образцов. Например, в модельном спектре рис. Для того, чтобы определить поглощение, обусловленное только анализируемым компонентом, из экспериментально измеренного поглощения необходимо исключить величину поглощения фона. В первом приближении эту задачу можно решить с использованием двухлучевых приборов и специальных фоновых стандартов, по отношению к которым снимаются ИК-спектры. Для более точного исключения поглощения фона, особенно когда оно на разных участках спектра неодинаковое, применяют специальные приемы, самым простым из которых является так называемый метод базисных линий. В этом методе см. Возникает вопрос, всегда ли необходимо пользоваться этим приемом? Как уже отмечалось, с небольшими погрешностями фоновое поглощение можно автоматически исключить применением двухлучевых спектрометров в сочетании с фоновыми стандартами. Если же ИК-спектры получают с помощью однолучевых спектрометров, то возможны следующие варианты. Если анализируемый компонент имеет в спектре отдельную и достаточно интенсивную полосу поглощения аналита, например полосу 2 рис. В этом случае градуировочный график смещается вверх параллельно на величину оптической плотности фона А ф см. Если при тех же условиях оптическая плотность аналита соизмерима или даже меньше с величиной плотности фона, то из-за возрастающих погрешностей целесообразно применять метод базисных линий. При определении двух компонентов, когда их полосы поглощения в спектре накладываются, учет неизбирательного поглощения фона становится обязательным. Это требование в полной мере относится к фотометрированию и на двухлучевых приборах. В этом случае для дифференцированного определения каждого из аналитов используют метод Фирордта, решают систему линейных уравнений, выражающих суммарное поглощение обоими аналитами при двух длинах волн:. Согласно правилу аддитивности оптических плотностей, общая суммарная оптическая плотность анализируемой смеси поглощающих компонентов равна сумме парциальных оптических плотностей самих компонентов. В правой части системы уравнений 2. Люминесцентные методы анализа основаны на явлении люминесценции — свечении различных частиц, возбуждаемых каким-либо источником энергии. Такими частицами могут быть атомы, ионы, молекулы и более сложные соединения, которые при обратном спонтанном переходе из возбужденного состояния в нормальное излучают часть поглощенной энергии в виде квантов света. Традиционно к люминесцентным методам относят только молекулярную флуоресценцию в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, а люминесценцию возбужденных атомов выделяют отдельно, как атомно-флуоресцентный анализ. Левшин в процессе люминесценции различают свечение дискретных центров , когда люминесцирует та же самая частица, которая получила энергию при возбуждении, и рекомбинационные процессы , в которых излучение испускает другая частица, получившая энергию от возбужденной. В фотолюминесценции различают быструю спонтанную флуоресценцию , медленную вынужденную флуоресценцию и фосфорисценцию. Так, быстрая флуоресценция мгновенно прекращается с прекращением возбуждения молекулы, а фосфорисценция продолжается еще некоторое время и после прекращения возбуждения. Процессы, происходящие при возбуждении молекулы и люминесценции, наглядно можно иллюстрировать диаграммой Яблонского рис. Два более высоких энергетических уровня S 1 и Т 1 соответствуют электронно-возбужденным синглетному и триплетному состояниям. Наиболее устойчивым энергетическим состоянием из них является синглетное, в котором спины направление вращения электронов вокруг оси электронов, занимающих одну и ту же орбиталь, антипараллельны. Электронные переходы без изменения спина называют синглет-синглетными. На рисунке поглощение возбуждающего света показано прямыми стрелками, направленными вверх, а испускаемое люминесцентное излучение — стрелками вниз. Триплетное состояние является метастабильным, в котором спины электронов параллельны. В результате этого перехода испускается квант энергии hv , а сам процесс называют флуоресценцией. Этот процесс называется колебательной релаксацией на рис. Столь же быстро происходит переход молекулы с нижнего колебательного уровня верхнего возбужденного состояния на верхний колебательный уровень более низкого состояния. Этот процесс называют внутренней конверсией. Еще одним безызлучательным процессом дезактивации молекул является интеркомбинационный переход на рис. На этот метастабильный уровень молекула попадает, потеряв значительную часть энергии, полученной при возбуждении, и продолжает ее терять при колебательной релаксации, особенно при столкновениях с молекулами растворенного в воде кислорода. Но тем не менее, такие переходы все-таки имеют место при фосфоресценции, при этом испускается квант света значительно меньшей энергии, чем при флуоресценции. В некоторых случаях с участием Т 1 -состояния может осуществляться еще один излучательный процесс — вынужденная замедленная флуоресценция , которая происходит в результате поступления к молекуле в Т 1 -состоянии дополнительной энергии при столкновении частиц и при термической активации. При этом дополнительно возбужденная молекула переходит из Т 1 -состояния в S 1 -состояние с последующим излучением из него. Длительность свечения такой замедленной флуоресценции соизмерима с фосфоресценцией, а по энергии излучения она не отличается от спонтанной флуоресценции. Вынужденная флуоресценция характерна для сложных органических молекул и наблюдается при низких температурах или в очень вязких средах. Небольшую часть люминесцентного излучения, обусловленную переходом возбужденной молекулы с самого первого возбужденного состояния S 1 на состояние S 0 без потери энергии называют резонансной люминесценцией флуоресценцией. Спектрами люминесценции называют графическое изображение распределения интенсивности люминесцентного излучения I л по длинам волн или частотам: Как уже отмечалось ранее, вклад энергии колебательных подуровней в общую энергию электронных уровней, как основного, так и возбужденного состояний молекулы приводит к появлению в спектрах люминесценции широких полос нм излучения рис. В то же время существуют оптимальные экспериментальные приемы, позволяющие значительно уменьшить ширину полос в спектрах люминесценции. Это прежде всего, регистрация спектров люминесценции при глубоком охлаждении до температуры жидкого азота метод Шпольского. Но особенно эффективен метод синхронного сканирования спектров. С помощью современных спектрофлуориметров можно регистрировать синхронные спектры с шириной полосы излучения нм. Узкий, резко выраженный пик полосы излучения в синхронном спектре получается только в той области, где перекрываются спектры возбуждения поглощения и излучения люминесценции , и характерен для спектров с отчетливо выраженной колебательной составляющей энергии молекулы. Достоинство этого метода заключается в хорошем разрешении полос испускания смеси люминесцирующих соединений, что очень важно при идентификации органических веществ. Области оптимальных длин волн поглощения и люминесценции заштрихованы. Из схематического изображения процесса люминесценции рис. Чем больше стоксово смещение, тем легче отделить возбуждающий свет и устранить влияние фона на измерение люминесцентного излучения. В редких случаях, когда возбуждаемая молекула до поглощения света обладала значительным запасом колебательной энергии, которая, суммируясь с энергией поглощенных квантов, может вызвать люминесценцию с меньшей длиной волны излучения, чем у возбуждающего света; при этом наблюдаются антистоксово свечение. Важной характеристикой спектров возбуждающего и люминесцирующего излучений является их зеркальная симметрия правило Левшина — спектры поглощения и люминесценции зеркально симметричны относительно прямой, проходящей перпендикулярно оси длин волн или частот через точку их пересечения см. Зеркальная симметрия характерна, в основном, для сложных молекул. Она позволяет по спектру люминесценции определить оптимальный интервал длин волн возбуждающего света. Способность к фотолюминесценции сложных молекул определяется, главным образом, их структурой. Наиболее важным фактором, обусловливающим возможность люминесценции молекул, является наличие у них жесткой и плоской структуры. Появлению жесткой компланарной структуры способствует образование в молекуле циклов или внутримолекулярных водородных и координационных связей. Интенсивность флуоресценции зависит от количества поглощенной при возбуждении световой энергии и квантового выхода. Чем больше квантовый выход, тем больше интенсивность флуоресценции при одинаковом количестве поглощенной энергии Е п. Однако на практике приходится иметь дело с относительным квантовым выходом люминесценции, который пропорционален абсолютному квантовому выходу и оценивается по измеряемой величине интенсивности люминесценции. Относительный квантовый выход всегда меньше абсолютного теоретического из-за неизбежных потерь энергии излучения как вследствие проявления различных видов тушения люминесценции, так и при ее экспериментальной регистрации. При низких концентрациях люминесцирующего вещества интенсивность люминесценции I л пропорциональна числу излучаемых квантов N л:. Число поглощенных при возбуждении квантов N п пропорционально интенсивности поглощенного возбуждающего света, которая определяется по разности интенсивности до его поглощения I 0 и прошедшего через поглощающий слой I. Согласно основному закону светопоглощения интенсивность прошедшего через поглощающий слой света равна:. В результате разложения степенной функции в ряд Тейлора получаем:. Поэтому в уравнении 2. Линейная зависимость I л от с лежит в основе всех прямых количественных люминесцентных определений аналитов. Под тушением люминесценции понимают любой процесс физической или химической природы, который приводит к уменьшению интенсивности люминесценции. К их числу относятся все процессы, сопровождающиеся безызлучательными потерями молекулой избыточной энергии, полученной ею при возбуждении. Природа таких процессов различная. Это и внутреннее тушение вследствие внутримолекулярных взаимодействий, и внешнее, которое может происходить при межмолекулярном взаимодействии с молекулами посторонних веществ, присутствующих в растворе. Известны также температурное тушение при повышении температуры , концентрационное тушение при значительном увеличении концентрации люминесцирующего вещества и тушение растворителем. В наиболее общем случае внешнего тушения примесями выделяют, в основном, два вида, условно называемых статическим I рода и динамическим II рода. При статическом тушении постороннее вещество взаимодействует с невозбужденными молекулами активируемого соединения люминофора , образуя новые химические соединения, которые либо вообще не люминесцируют, либо люминесцируют в другой спектральной области и с другим квантовым выходом. При динамическом тушении постороннее вещество взаимодействует с возбужденными молекулами с образованием продуктов, не способных к люминесценции, что неизбежно приводит к уменьшению числа центров свечения и интенсивности люминесценции. Иногда имеет место так называемый эффект внутреннего фильтра — уменьшение относительного выхода люминесценции, обусловленное частичным поглощением возбуждающего или испускаемого излучения или того и другого одновременно молекулами растворенных веществ и растворителя. Важное для аналитической практики значение имеет концентрационное тушение или самотушение люминесцирующего вещества. Причины наблюдаемого концентрационного эффекта могут быть как физическими реабсорбция люминесцирующего излучения , так и химическими, например, образование нелюминесцирующих ассоциатов. Излучение от источника излучения 1 направляется на светофильтр или монохроматор 2 к кювете с анализируемым раствором 3. Возникающее люминесцентное излучение проходит через светофильтр или монохроматор 4 и попадает на фотоэлемент или фотоумножитель 5 , в котором излучение преобразуется в фототок и после его усиления усилителем 6 регистрируется измерительным прибором 7. Назначение светофильтров или монохроматоров такое же, как и в фотометрическом анализе: Оба светофильтра предназначены обеспечивать максимальную чувствительность флуориметрических определений. Часто для уменьшения погрешностей, связанных с нестабильностью интенсивности возбуждающего света, измеряют не абсолютную интенсивность флуоресценции, а относительную — по отношению к какому-либо внутреннему стандарту с максимумом флуоресценции в другой области. В некоторых случаях в качестве внутреннего стандарта используют точно зафиксированную часть возбуждающего излучения опорный сигнал в сочетании с модулятором. Аналитическим сигналом при количественных определениях является интенсивность флуоресценции люминесценции I фл. Теоретическая чувствительность, вытекающая из уравнения 2. Как видно из уравнения 2. Учись учиться, не учась! Принципы и методы исследования современной психологии I. Методы механического разобщения бактерий I. В целях настоящих Правил экспертизы применяются следующие определения: Порядок составления пар и определения мест III. Методы, основанные на амплификации нуклеиновых кислот III. РИСК КАК ОСОБЫЙ ВИД ИЗДЕРЖЕК. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ РИСКА III. Способы выражения концентрации растворов и формулы пересчета концентраций растворов. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Приготавливают анализируемый и стандартный растворы аналита в светопоглощающей форме и измеряют их оптические плотности при одинаковых условиях: Метод градуировочного графика Сущность метода. Метод добавок Сущность метода. Из отношений измеренных оптических плотностей получим:
Где находится г учалы
Юбилейная речь образец тексты
Где продают дешевые вещи