- •Лекция 6. Спектроскопические методы. Фотометрические методы анализа.
- •Спектроскопические методы анализа, классификация, характеристика и особенности методов.
- •1.3. Происхождение молекулярных спектров
- •1.4. Классификация методов спектроскопии
- •1.4.1. Атомная спектроскопия
- •1.4.2. Молекулярно - спектроскопические методы
- •1.4.3. Молекулярная абсорбционная спектроскопия
- •1.5.1. Закон Бугера - Ламберта - Бера
- •1.5.2. Ограничения и условия применимости закона Бугера - Ламберта - Бера
- •1.5.3. Закон аддитивности
- •1.6. Спектры поглощения
- •1.7. Типы спектров поглощения
- •1.7.1. Вращательные спектры
- •1.7.2. Колебательные спектры
- •1.7.2.1. Простые молекулы
- •1.7.2.2. Многоатомные молекулы
- •1.7.3. Электронные спектры
- •1.8. Аппаратура в абсорбционной спектроскопии
- •1.8.1. Блок - схема приборов
- •1.8.2. Источники излучения
- •1.8.3. Монохроматизация излучения
- •1.8.4. Приемники излучения
- •Устройство а принципы работы спектрофотометра сф - 46
- •Фотометр фотоэлектрический кфк-3
- •1. Описание прибора
- •1.9.2. Спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой областях
- •1.10. Количественный анализ методами абсорбционной спектроскопии
- •1.10.1. Реакции в фотометрическом анализе
- •1.10.2. Основные этапы количественного анализа в фотометрии
- •1.10.3. Метрологические характеристики метода
- •Основные методы определения концентрации одного светопоглощающего вещества
- •1.13 Количественный анализ по инфракрасным спектрам
- •1.14. Другие области применения молекулярной абсорбционной спектроскопии
1.4. Классификация методов спектроскопии
К настоящему времени разработано уже несколько десятков различных спектроскопических методов анализа. Их классификацию целесообразно произвести по трем, в известной мере независимым друг от друга позициям.
1. ЧТО взаимодействует с веществом? Какова природа взаимодействующих с электромагнитным излучением частиц? С этой точки зрения спектроскопические методы подразделяются на атомные и молекулярные1*. В атомных методах с излучением взаимодействуют отдельные атомы (или одноатомные ионы) независимо друг от друга.. Такие методы позволяют определить лишь элементный состав вещества. В молекулярных методах с излучением взаимодействуют многоатомные частицы (молекулы, многоатомные ионы) как единое целое. С помощью молекулярных методов возможно определение молекулярного состава вещества, изучение характера химических связей.
2. С ЧЕМ взаимодействует вещество? В каком диапазоне энергий находится электромагнитное излучение, используемое в данном методе анализа? Более подробно классификация методов анализа с точки зрения этого критерия будет рассмотрена ниже.
3. КАК происходит взаимодействие? Каков физический характер процесса взаимодействия излучения с веществом — испускание излучения, его поглощение, рассеяние, преломление и т.д.? В данном пособии будут рассмотрены главным образом методы, основанные на двух из перечисленных процессов — испускании и поглощении. Методы анализа, основанные на нспусканbb излучения, называются эмиссионными, а на его поглощении — абсорбционными.
1.4.1. Атомная спектроскопия
Методы анализа, основанные на изменении энергетического состояния атомов веществ, входят в группу атомно - спектроскопических методов, различающихся по способу получения и регистрации сигнала. Общим для них является необходимость предварительной атомизации пробы.
1. Атомно - эмиссионная спектрометрия основана на испускании излучения атомами, возбужденными кинетической энергией плазмы, дугового или искрового разряда.
2. Атомно - флуоресцентная спектроскопия использует испускание излучения атомами, возбужденными электромагнитным излучением от внешнего источника.
3 Атомно - абсорбционная спектроскопия основана на поглощении атомами излучения от внешнего источника.
1.4.2. Молекулярно - спектроскопические методы
При исследовании энергетического состояния молекул веществ в зависимости от типа поглощающих частиц и способа преобразования избыточной энергии также выделяют несколько методов:
1. Молекулярная абсорбционная спектроскопия основана на поглощении световой энергии молекулами или сложными ионами.
2. Нефелометрический и турбидиметрический методы анализа основаны на измерении рассеянного или поглощенного света взвешенными частицами анализируемого вещества.
3. Люминесцентный анализ (флуориметрический) основан на измерении излучения после возбуждения молекул светом.
4. Магнитная резонансная спектроскопия основана на получении сигналов от молекул, помещенных в магнитное поле.
5. Рентгеновская спектроскопия основана на возбуждении внутренних электронов молекул.