Абсорбційніоптичні методи. Атомно-абсорбційний аналіз. Молекулярно-абсорбційнийаналіз. Фотометрія (колориметрия, Фотоколориметри, спектрофотометрія)
Методианалізу, засновані на поглинанні електромагнітного випромінювання аналізованимиречовинами, являють велику групу абсорбційних оптичнихметодів, що одержали широке поширення як на промислових підприємствах,так і в науково-дослідних лабораторіях. При поглинанні світла атоми імолекули поглинають речовин переходять в нове збуджений стан. ВЗалежно від виду поглинаючих часток і способу трансформування поглиненоїенергії розрізняють
1 Атомно-абсорбційнийаналіз , заснований на поглинанні світлової енергії атомамианалізованих речовин;
2 м олекулярно-абсорбційнийаналіз , заснований на поглинанні світла молекуламианалізованого речовини і складними іонами в УФ, видимій та ІЧ областях спектру(Колориметрия, спектрофотометрія, Фотоколориметри, ІЧ-спектроскопія).
3 турбідіметрія , нефелометрія - аналіз по поглинанню та розсіювання світлової енергіївзвесями аналізованого речовини.
4 Люмінесцентний ( Флюорометричні ) аналіз, заснований на вимірюванні випромінювання,виникає в результаті виділення енергії збудженими молекуламианалізованого речовини при опроміненні УФпроменями.
Незважаючина відмінності, всі ці методи іноді об'єднують в групу спектрохімічних або спектроскопічних .
Атомно-абсорбційнийаналіз (ААА)
АААзаснований на здатності вільних атомів визначуваного елементу селективнопоглинати теоретичне резонансне випромінювання певної для кожного елементадовжини хвилі. Для цього аналізовану пробу переводять в розчин звичайнимспособом. Для спостереження поглинання розчин вдувають у вигляді аерозолю в полум'япальника, в якому відбувається термічна дисоціація і атомізація молекул: МеХМе + Х.
Більшістьутворюються при цьому атомів знаходиться в нормальному збудженому стані.Вони здатні поглинати власне випромінювання, що проходить через полум'я пальника відзовнішнього стандартного джерела випромінювання, наприклад, лампи з порожнистим катодом,виготовленим з металу визначуваного елементу. В результаті цього зовнішній(Оптичний) електрон атома переходить на більш високий енергетичний рівень,а що пропускається через полум'я випромінювання ослабляється.
Длявизначення складу різних речовин по атомних спектрах поглинання створеніспеціальні прилади - атомно-абсорбційні спектрофотометри, що працюють задвох-або однолучевой схемою. У двопроменеві приладі випромінювання лампи з порожнистимкатодом дзеркалами розділяється на два промені. Один промінь проходить через полум'япальника, в яке розпорошується аналізований розчин, а інший промінь обходить цеполум'я. За допомогою переривника, що обертається перед світловими потоками диска зотвором, світлові потоки 1 і 2 почергово потрапляють на монохроматор,проникний на фотоелектричний приймач світла (фотоумножувач) тількианалітичну лінію аналізованого елементу. Фотопомножувач і електронна схемапоперемінно реєструють аналітичну лінію потоків 1 і 2. Прилад вимірюєвідношення абобезпосередньо, яке при вибраній схемівимірювання залежить тільки від концентрації елемента в аналізованому розчині.
Однопроменевийприлад вимірює усереднене відношення світлових потоків пройшли через полум'я до( I 0 )і після ( I ) поглинання, тобтопісля введення в полум'я аналізованого розчину. точність визначення Однопроменеві приладом менше, ніждвопроменеві.
Шукануконцентрацію елемента визначають за методом градуювального графіку.
ВНині в заводських лабораторіях широко застосовуються абсорбційніспектрофотометри, серед яких зарубіжні прилади ААС-1 (Німеччина),"Сатурн" (США) та ін
Данийметод характеризується швидкістю і простотою виконання, доступністю та простотоюзастосовуваної апаратури. Чутливість для більшості елементів досягає 5 пѓ— 10 -7 %, При цьому витрачається від 0,1 до декількох мілілітрів аналізованогорозчину. Відносна похибка методу 1-4%.
м олекулярно-абсорбційнийаналіз
Молекулярніспектри поглинання, на відміну від спектрів атомів, складаються з більш широкихсмуг, так як представляють суму різного типу переходів (ЕКВ), якіможуть здійснюватися в результаті переходу молекули з основного стану впорушену. Це ускладнює проведення якісного аналізу на підставімолекулярних спектрів поглинання, тому їх зазвичай використовують длякількісного аналізу.
Найбільшшироко з методів молекулярно-абсорбційного аналізу застосовують колориметрію,Фотоколориметри і спектрофотометрію, поєднувані загальною назвою фотометрія .
Фотометріязаснована на пропорційній залежності між концентрацією однорідних систем(Наприклад, розчинів) і їх светопоглощенієм у видимій та УФ областях спектру.Відмінності в фотометричних методах видно з табл. 2.5.1.
Фотометричніметоди підрозділяють на прямі і непрямі (фотометричнетитрування). У прямих визначуваний іон переводять в светопоглощающего (якправило, комплексне) з'єднання, а потім по обмірюваної величиноюсвітлопоглинання знаходять зміст іона в розчині. Як непрямий методфотометрію використовують для індикації моменту еквівалентності при титруванні,коли в цей момент Тітруемая розчин змінює світлопоглинання за рахунок руйнуванняабо освіти кольорових комплексів.
Таблиця2.5.1
Назва
Областьспектру
Монохроматор
Спосібреєстрації світлопоглинання
Колорі-метрія
Видима
Безмонохроматора або з ним (тобто зі світлофільтром)
Візуальний
Фотоколо-ріметрія
Видима
Світлофільтри
Фотоелектричний
Спектро-фотометрія
Видима,УФ
Дифракційнарешітка, призма
Теж
ЗФХМА фотометричні методи найбільш поширені внаслідок порівняльноїпростоти устаткування, високій чутливості та можливості використання длявизначення майже всіх елементів як при великих концентраціях (20-30%), так імікрокількостей (10 -3 -10 -4 %).
Загальнасхема фотометричних досліджень така: немонохроматізірованное абомонохроматизованому (тобто з одного довжиною хвилі) випромінювання направляють напробу, вміщену в кювету (тобто стаканчик із кварцового скла з паралельнимистінками і строго певним відстанню між ними ( l ))певної товщини, в якій відбувається поглинання падаючого світла.
Інтенсивністьсвітла, що пройшло через пофарбований розчин (1), відрізняється від інтенсивностісвітла, що пройшло через розчинник I 0 на величину поглинання світла забарвленим розчином (рис. 2.5.1). Втрати привідображенні і розсіянні будуть практично одні і ті ж при проходженні обохпучків, так як форма і матеріал обох кювет однакові, і вони містять один ітой же розчинник. Величину називають пропусканням ( Коефіцієнтом пропускання ) або прозорістю розчину. Взятий ззворотним знаком логарифм T називають светопоглощенієм, поглинанням або абсорбційної ( А ).
Позначення А відповідає першій букві в назві цієї величини (раніше якуназивали оптичною щільністю і позначали D ).
.
