2. На конкретному прикладі охарактеризувати оптичні методи аналізу?

До оптичних методів аналізу відноситься сукупність методів якісного та кількісного аналізів за інтенсивністю інфрачервоного (ІЧ), видимого та ультрафіолетового (УФ) електромагнітного випромінювання. Це фотометричний аналіз, атомно-абсорбційний, емісійний, люмінесцентний аналізи, а також турбидиметрія, нефелометрія. При використанні цих методів відбувається реєстрація поглинання світла молекулами визначуваного компонента в ІЧ, видимій та УФ ділянках спектру.

Оптичні методи аналізу засновні на вимірюванні ефектів взаємодії речовини з електромагнітними хвилями оптичного діапазону в діапазоні від 100 до 10000 нм. Оптичний діапазон підрозділяють на ультрафіолетову - УФ(100-380 нм), видиму - В(380-760 нм) і інфрачервону - ІЧ(760-10000 нм) області.

За типом взаємодії електромагнітних хвиль з речовиною оптичні методи класифікують наступним чином:

- абсорбційні методи – які засновані на вимірюванні випромінювання, яке поглинуто речовиною(колориметрія, фотоколориметрія, спектрофотометрія, атомно-абсорбційний аналіз);

- емісійні методи – які засновані на вимірюванні інтенсивності світла, яке випромінює речовина(флюорометрія, емісійний спектральний аналіз, полум’яна фотометрія):

- методи, які засновані на вимірюванні інтенсивності випромінювання, яке розсіяне(нефелометрія), або поглинуто(турбідиметрія) суспензією речовин;

- методи, які засновані на вимірюванні ефектів поляризаційних взаємодій (рефрактометрія, інтерферометрія, поляриметрія).

В оптичних методах аналізу можна вимірювати ефекти взаємодії з електромагнітними хвилями як молекул так і атомів. Тому і методи аналізу розподіляються на молекулярні (флюорометрія, колориметрія, фотоколориметрія, спектрофотометрія) і атомні (емісійний спектральний аналіз, полум’яна фотометрія, атомно-абсорбційний аналіз).

Методи молекулярної абсорбційної спектроскопії відноситься до оптичних методів аналізу, які засновані на вимірюванні ефектів взаємодії речовини з електромагнітними хвилями оптичного діапазону. Як йдеться із назви, метод засновано на вимірюванні поглинання(абсорбції) світлового потоку молекулами речовини. До молекулярно-абсорбційних методів відносять колориметрію (порівняння забарвлення аналізуємого і стандартного розчиніввізуально), фотоколориметрію(вимірювання інтенсивності світового потоку, який пройшов через розчин, фотоелектричним способом) і спектрофотометрію(вимірювання інтенсивності монохроматичного світлового потоку, який пройшов через озчин фотоелектричним способом).

3. Пояснити природу електромагнітного випромінювання та сутність хвильових та квантових характеристик.

Електромагнітне випромінювання (далі е. в.) – це сукупність змінних електричного та магнітного полів, що із визначеною швидкістю поширюється в просторі у вигляді поперечних хвиль незалежно від джерела випромінювання. Е.в. обумовлено тими процесами у речовинних системах, для яких має місце зміна електричного стану заряджених мікрочастинок. Тому е. в. обов’язково несе певну енергію, яка знову може бути передана речовинній системі з якою вона взаємодіє. Саме цей процес взаємодії і є джерелом інформації про склад та властивості досліджуваної системи.

Хвильові характеристики:

а) частота коливань υ –це кількість коливань в 1с. Вимірюється в Гц (герцах). 1кГц = 10³ Гц, 1мГц = 10 Гц

червоне світло – 4·10 Гц

зелене світло – 6·10 Гц.

б) довжина хвилі (λ) – характеризує найменшу відстань між точками, які коливаються в однакових фазах.

Довжина хвилі і частота коливань пов’язані між собою співвідношенням:

υ=с/ λ,

де, с – швидкість світла см/с.

υ=3·10 /λ, Гц

в) хвильове число – величина зворотна довжині хвилі υ’; см

Квантова характеристика – енергія електромагнітного випромінювання, яка розраховується за співвідношенням:

Е=h·υ

де: h - постійна Планка, 6,62·10 , Дж·с.

В залежності від довжини хвилі в електромагнітному спектрі виділені такі ділянки:

Інтервал довжини хвилі	Ділянка спектру	Атомні та молекулярні переходи
300 - 400 нм	Ультрафіолетове	середні електрони
400…760 нм	Видиме світло	валентні електрони
760…1000 нм	ІЧ - випромінювання	молекулярні коливання