Подготовка к второму занятию.

Оформить лабораторную работу.

Комплексонометрическое титрование по методическому указанию «Титриметрические методы анализа природных, производственных образцов и объектов окружающей среды». Стр. 40-46. Списать всю работу не сокращая.

На защите лабораторной работе уметь писать все формулы в структурном виде (комплексон III, комплексонат магния, эриохром чёрный Т, эриохром чёрный Т с магнием).

2). Подготовка к контрольному тестированию по теме:»Титриметрия». Использовать лекции, печатный раздаточный материал, указанную литературу, методическое указание «Титриметрические методы анализа природных, производственных образцов и объектов окружающей среды», 2006 г.

Подготовка к третьему занятию.

1). Оформить лабораторную работу по методическому указанию «Титриметрические методы анализа природных, производственных образцов и объектов окружающей среды», 2006 г.

Йодометрия. Йодометрическое определение меди в мельхиоре, в латуне, в бронзе. Стр. 28-31. (Знать химизм, т.е.уметь писать химические реакции).

2). Подготовка к контрольной работе по решению задач в титриметрии. Воспользоваться методическим указанием «Аналитическая химия». Методические указания к решению задач по химическим и физико-химическим методам анализа. Тестовые задачи.». Стр 4-6 (формулы, по которым нужно вести расчёты в аналитической химии), стр 6-11 (прорешать примеры). Можно потренироваться на тестированных задачах, стр.20-23. Обязательно решить задачи (печатный раздаточный материал. Задачи по приготовлению растворов в титриметрии и расчёт результатов анализа. Задачи у старосты).

Подготовка к четвёртому занятию.

1). Оформить лабораторную работу. Фотоколориметрия. Определение концентрации перманганата калия (печатный раздаточный материал у старосты, одна страница).

2). Контрольное тестирование по теме «Инструментальные методы анализа».

3). Решить задачи по инструментальным методам анализа. (электронный вариант).

4). Принести ноутбуки, если есть, или миллиметровую бумагу, линейку, карандаш, ножницы.

Принципы аналитической оптической спектроскопии.

Современная спектроскопия базируется на квантовой теории, согласно которой частица вещества (атом, молекула может находиться только в определённых стационарных состояниях, которым отвечает некоторая дискретная последовательность энергии (энергетических уровней). Состояние с минимальной энергией называют основным, а все остальные состояния – возбуждёнными. Переход частицы из одного стационарного состояния в другое сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения – фотона.

На рисунке представлена схема переходов между различными состояниями частицы. Горизонтальные линии соответствуют уровням энергии различных состояний: Е_о – уровень энергии основного состояния; Е₁, Е₂, Е₃ – уровни возбуждённых состояний в порядке возрастания их энергии. Стрелки, направленные вниз, соответствуют испусканию, а стрелки, направленные вверх – поглощению фотона.

Каждому переходу соответствует монохроматическая спектральная линия определённой частоты (длины волны) и интенсивности.

В спектроскопии вместо частоты ν используют волновое число ΰ = 1/λ, также называемое частотой (тильда над ν обычно опускается). Волновое число принято измерять в обратных сантиметрах (см^-1), а длину волны в нанометрах (нм).

Совокупность спектральных линий, принадлежащих данной частице, называют её спектром. Спектры, испускаемые термически возбужденными частицами, называют эмиссионными.

Линии, возникающие в результате переходов в основное или из основного состояния, и соответствующие переходы называют резонансными.

Спектры, расположенные в оптическом диапазоне шкалы электромагнитных волн, называют оптическими. Оптический диапазон обычно подразделяют на ультрафиолетовую (УФ), видимую и инфракрасную (ИК) спектральные области. В свою очередь УФ область делится на дальнюю, или вакуумную, и ближнюю, а ИК область – на ближнюю, среднюю, или фундаментальную, и дальнюю зоны. В таблице 7.1 указаны границы этих областей.

Оптический диапазон шкалы электромагнитных волн

Спектральная область	ν, см-1	λ, нм
УФ Вакуумная (дальняя) Ближняя Видимая ИК ближняя средняя (фундаментальная) дальняя	1,33∙104 - 4∙103 4∙103 – 200 200 - 20	10 – 200 200 – 400 400 – 750

В каждой области оптического диапазона пользуются своими, наиболее удобными для измерения единицами. В ИК области пользуются исключительно единицами частот. В УФ и видимой областях обычно используют единицы длин волн.

Спектры атомов в УФ, видимой и ближней ИК областях возникают при переходах внешних (валентных) электронов из одних энергетических состояний в другие и в целом удовлетворительно описываются схемой, приведённой на рис.7.1 Отличительной особенностью атомных спектров является их линейчатая структура. Спектры атомов состоят из большого числа дискретных спектральных линий, объединяемых в отдельные спектральные серии. (линейчатый спектр ││││ ││ ││ ). Положение линий в переделах каждой серии подчиняется определённым закономерностям, характерным для атомов каждого элемента. Исследуя атомные спектры образца, можно установить наличие в нём тех или иных химических элементов.

Спектры молекул значительно сложнее спектров атомов, поскольку обусловлены не только электронными переходами, но и колебаниями атомных ядер в молекуле, а также вращательным движением самой молекулы как целого. Приближенно энергию молекулы Е можно представить в виде суммы электронной Е_е, колебательной Е_ν и вращательной Е_r энергией.

Е = Е_е + Е_ν + Е_r

По порядку величин эти виды энергии различаются весьма существенно: Е_е >> Е_ν >> Е_r . Качественная схема энергетических уровней двухатомной молекулы приведена на рис. Для простоты на ней изображены лишь два электронных уровня, а также относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни.

Наибольшим различием энергий характеризуются электронные уровни. Колебательные уровни ν расположены значительно ближе друг к другу. Еще меньше разница в энергии вращательных уровней.

Е= Е_эл+Е_вр+Е_кол

Здесь Е_вр – энергия вращения молекулы вокруг центра тяжести.

При изменении энергии электронов у молекулы одновременно изменяются колебательная и вращательная энергии и вместо электронных наблюдается электронно-колебательно-вращательные переходы. Поскольку их число весьма велико, то электронно-колебательно-вращательный спектр, обычно называемый электронным, принимает вид широких перекрывающихся полос в УФ, видимой и ближней ИК областях.

Молекулярные спектры чрезвычайно специфичны и широко применяются для идентификации веществ и исследования их структуры. (т.е. для качественного анализа)

Лекция 7