- •Контактные методы измерения параметров окружающей среды
- •Содержание
- •Введение
- •Модуль 1
- •Перечень литературы рекомендованной к изучению модуля и подготовки к коллоквиуму из модуля 1 модуль 1
- •1.1 Краткая история развития аналитической химии
- •1.2 Классификация методов анализа
- •4. Общие сведения о методах измерения параметров окружающей среды. Основные требования к методам анализа
- •1.3. Структура, методы аналитической химии
- •1.4. Как достичь правильности анализа
- •1.4.1. Сравнение с данными другого метода
- •1.4.2. Сравнение с данными другой лаборатории
- •1.4.3. Стандартные образцы
- •3. Отбор и подготовка проб компонентов окружающей среды
- •Модуль 2
- •Перечень литературы рекомендованной к изучению модуля и подготовки к коллоквиуму из модуля 2
- •1. Гравиметрический (весовой) метод анализа
- •2. Титрометрические (объемные) методы анализа
- •1. Спектральный анализ
- •2. Люминесцентный анализ
- •3. Рефрактометрия
- •4. Денсиметрия
- •6. Магнитная спектроскопия
- •7. Атомно-абсорбционный метод
- •3.1 Физико-химические методы измерения параметров окружающей среды
- •2.Сущность наиболее широко используемых методов
- •2.1.Электрохимические методы анализа
- •2.1.1. Потенциометрия
- •Кулонометрические методы
- •Кондуктометрия
- •2.1.4. Электрогравиметрия
- •2.1.5. Вольтамперометрические методы
- •2.2. Спектральные и другие оптические методы
- •2.2.1. Эмиссионный спектральный анализ
- •2.2.2. Абсорбционная спектроскопия
- •2.2.3. Атомно-абсорбционный спектральный анализ
- •2.2.4. Люминесцентный анализ
- •2.2.5. Другие оптические методы
- •1.3.3. Биологические методы контроля
- •Учебное издание
- •Контактные методы измерения параметров окружающей среды
- •61077, Харьков, площадь свободы, 4
2.2.3. Атомно-абсорбционный спектральный анализ
Атомно-абсорбционная спектроскопия – это аналитический метод обнаружения элементов, основанный на поглощении излучения свободными (невозбужденными) атомами.
Если на невозбужденный атом направить излучение с частотой, равной частоте резонансного перехода (т. е. перехода на уровень, ближайший к основному энергетическому состоянию), кванты света будут поглощаться атомами и интенсивность излучения будет уменьшаться. Таким образом, если в эмиссионной спектроскопии концентрация вещества связывалась с интенсивностью излучения, которое было прямо пропорционально числу возбужденных атомов, то в атомно-абсорбционной спектроскопии аналитический сигнал (уменьшение интенсивности излучения) связан с числом невозбужденных атомов.
Уменьшение интенсивности резонансного излучения подчиняется закономерности, аналогичной закону Бугера-Ламберта-Бера.
Расчеты показывают, что число атомов в возбужденном состоянии незначительно по сравнению с числом атомов на основном (нижнем) уровне и не превышает 1-2 % от общего числа атомов. Это выгодно отличает атомно-абсорбционный анализ от эмиссионного, так как при прочих равных условиях величина аналитического сигнала оказывается связанной с большим числом атомов, чем в эмиссионной спектроскопии.
Существенно также, что число линий в спектре в условиях атомно-абсорбционного анализа невелико, поэтому наложения аналитических линий практически не происходит, хотя неселективное поглощение остается значительным.
Методики атомно-абсорбционного определения разработаны более чем для 70 элементов. Предел обнаружения с помощью этого метода составляет 10-5 – 10-6 мкг/мл.
Метод имеет также ряд ограничений. Так, не определяются элементы, резонансные линии которых лежат в далеком ультрафиолете(углерод, фосфор, галогены и др.). Недостатком является и невозможность одновременного определения нескольких элементов.
2.2.4. Люминесцентный анализ
Люминесцентный анализ использует свечение исследуемого объекта, возникающее под действием ультрафиолетовых лучей, рентгеновских или радиоактивных лучей, химических реактивов. В соответствии с этим различают фотолюминесценцию, рентгенолюминесценцию, радиолюминесценцию, хемилюминесценцию. Если люминесценция прекращается сразу при исчезновении возбуждения, то ее называют флуоресценцией, а если продолжается после воздействия – фосфоресценцией.
В химическом анализе чаще используют флуоресценцию, и метод называют флуориметрия.
Люминесценция возникает в результате электронного перехода в атомах, молекулах, ионах при их возвращении из возбужденного в нормальное состояние.
В аналитической химии имеют дело с растворами флуоресцирующих веществ. Интенсивность флуоресценции зависит от концентрации вещества, длины волны возбуждающей радиации, температуры раствора, присутствия примесей, величины рН, природы растворителя.
Флуоресцентные методы анализа делятся на прямые и косвенные. В прямых – непосредственно измеряется интенсивность флуоресценции. Основаны они на законе С. И. Вавилова, по которому в области малых концентраций (10-7 –10-4 моль/л) интенсивность флуоресценции (Ф) раствора линейно зависит от концентрации (С):
Ф = КС.
Из косвенных методов получило распространение титрование с помощью флуоресцирующих индикаторов (чаще всего это индикаторы кислотно-основного титрования).