Взаимосвязь между видом возбуждения, длиной волны и энергией для некоторых спектроскопических методов

Длина волны	Энергия, кДж	Название метода	Вид возбуждения
200 – 350 нм	600 – 340	Ультрафиолетовая (УФ) спектроскопия	Возбуждение валентных электронов
350 – 800 нм	340 – 150	Спектроскопия видимого света	То же
1 – 300 мкм	150 – 0,4	Инфракрасная (ИК) спектроскопия	Колебания молекул

– спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) – определение радикалов;

– дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм (КД) – стереохимические исследования молекул;

– масс-спектрометрия – структурные исследования, определение молеку-лярной массы.

Современные спектроскопические методы являются основными при уста-новлении строения вещества. Преимуществом спектроскопии является возмож-ность проведения анализа за короткий промежуток времени на небольшом количестве вещества [1].

В основе эмиссионной спектроскопии лежит явление испускания света атомами вследствие изменения их энергии.

Известно, что энергия атомов (подразумевается внутренняя энергия) может принимать только дискретные значения: Е₀, Е₁, Е₂, Е₃ и т.д., где Е₀ – минимальная энергия атома в невозбужденном состоянии.

Так как атомы не могут обладать энергией, промежуточной между значениями Е₀ и Е₁ или Е₁ и Е₂, при столкновении атомов с частицами, имеющими большую энергию (имеются в виду, в первую очередь, электроны), происходит возбуждение атомов, что способствует переходу с нулевого энергетического уровня (min) Е₀ на более высокий первый уровень с энергией Е₁.

При самопроизвольном возвращении атома в более низкое энергетическое состояние через малый промежуток времени (≤ 10^-8 с ≈ 0,01 мкс) освобождается некоторый запас энергии ∆Е, излучающийся в виде кванта света hν:

∆Е = hν, (2.1)

где h – постоянная Планка;

ν – частота измерения, c^-1.

2.1. Закон Бугера–Бэра для количественного анализа продуктов питания

Количественный анализ базируется на законе светопоглощения, получив-шем название закона Бугера–Бэра:

D = ε l c, (2.2)

где D – оптическая плотность раствора, причем

D = - lgT = - lg ; (2.3)

где T – пропускание света;

I, I₀ – интенсивности света, прошедшего сквозь раствор и растворитель соответственно;

l – толщина светопоглощающего слоя;

c – концентрация раствора.

Уравнение связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией последнего и толщиной слоя.

Основными параметрами при количественном анализе выступают длина волны, оптическая плотность, толщина кюветы и концентрация раствора.

Для обеспечения точности анализа необходимо учитывать факторы:

– λ выбирают в области максимума светопоглощения;

– D_опт , обеспечивающее максимальную точность измерений, находится в пределах 0,6 – 0,8;

– толщина поглощающего слоя укладывается в интервал 1 см ≤ l ≤ 5 см , так как превышение толщиной слоя отметки 5 см приводит к снижению точ-ности измерений вследствие потерь при рассеянии света;

– концентрационные условия выбираются в индивидуальном порядке в зависимости от вида определяемого вещества, pH среды и т.д.

Обычно погрешность измерения δ_отн = 1 – 2 %.