1 Теория по уф спектроскопии

УФ-спектроскопия, раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в УФ-области спектра от 400 нм до 10 нм. При измерении интенсивности УФ-излучения в качестве эталонных применяют источники, имеющие в УФ-области спектра известное распределение спектральной яркости (ленточная вольфрамовая лампа, угольная дуга, а также Синхротронное излучение); стандартными приёмниками в этой области спектра являются термопара и градуированные фотоэлементы.[1]

В УФ-области спектра лежат резонансные линии нейтральных, одно- и двукратно ионизованных атомов, а также спектральные линии, испускаемые возбуждёнными конфигурациями высокоионизованных атомов. Электронно-колебательно-вращательные полосы молекул в основном также располагаются в ближней УФ-области спектра. Здесь же сосредоточены полосы поглощения в спектрах большинства полупроводников, возникающие при прямых переходах из валентной зоны в зону проводимости. Многие химические соединения дают сильные полосы поглощения в УФ-области, что создаёт преимущества использования УФ-спектроскопия в спектральном анализе. [1]

Характер спектра поглощения зависит от взаимного расположения хромофоров. Если хромофорные группы соединены непосредственно, то в спектре наблюдаются сильные изменения по сравнению со спектрами соединенными с изолированными хромофорными группами. Относит. расположение хромофоров у кратных связей позволяет различать цис- и транс-изомеры. [2]

2 Химические и физичечкие свойства никотина

Никоти́н (рис.1) — алкалоид, содержащийся в растениях семейства паслёновых (Solanaceae), преимущественно в табаке, махорке и, в меньших количествах, в томатах, картофеле, баклажанах, зелёном перце. Никотиновые алкалоиды также присутствуют в листьях коки. Никотин составляет от 0,3 до 5 % от массы табака в сухом виде. Биосинтез никотина происходит в корнях, а накапливание никотина — в листьях. Никотин — сильнодействующий нейротоксин и кардиотоксин, особенно действующий на насекомых; вследствие этого никотин раньше широко использовался как инсектицид, а в настоящее время в том же качестве продолжают использоваться производные никотина — такие, как, например, имидаклоприд. [3]

Рисунок 1 – Молекула иикотина.

В свободном виде никотин представляет собой бесцветную маслообразную жидкость, хорошо растворимую в большинстве органических растворителей (этиловом спирте, серном эфире, бензоле и др.). При температуре ниже 60 и выше 210 °С никотин растворяется также в воде в любых соотношениях. В интервале между этими значениями температуры растворимость в воде ограничена, а также резко падает при насыщении воды какой-либо солью.

При атмосферном давлении никотин обладает достаточно высокой температурой кипения (247,5 °С), поэтому перегонку его обычно осуществляют в вакууме. Например, при давлении 1,3 кПа (10 мм рт. ст.) температура его кипения равна 113 °С, при 2,4 кПа (18 мм рт. ст.) 124,5 °С.

Природный никотин обладает левым вращением, удельная величина которого [α]D20 = -168,2°. Однако его соли являются правовращающими. Например, для сульфата [α] = +84,8°, для хлоргидрата [α]D20 = +102,2°. Показатель преломления никотина nD20 = 1,5282, плотность 1,0092*10в-3 кг/м3. Важной особенностью водных растворов никотина является интенсивное поглощение в ультрафиолетовой части спектра при λmax = 259 нм. Это свойство положено в основу широко применяемого спектрофотометрического метода определения никотина.

Поскольку при нормальных условиях никотин является жидкостью, он создает над своей поверхностью определенную упругость паров, величина которой невелика и зависит от температуры: при 20 °С она равна 4,25 кПа, при 100 °C — 4,65 кПа (34,85 мм рт. ст.). Поэтому при выпаривании растворов никотина в органических растворителях его потерь практически не происходит. Заметного улетучивания не наблюдается также при открытом испарении никотина или барботировании через него струи воздуха.

Характерной особенностью никотина является его способность улетучиваться с водяным паром. Это свойство нашло практическое применение при количественном определении данного алкалоида в табаке, а также при разработке технологии извлечения никотина из табачных отходов. Абсолютное количество отгоняемого никотина падает по мере уменьшения его содержания в табаке, однако относительная величина количества отгоняемого никотина (% содержания в табаке) остается более или менее постоянной.

Рассматривая процесс перегонки никотина с паром, необходимо подчеркнуть, что речь идет о свободном никотине, и перед тем, как отгонять его с паром, табак предварительно подщелачивают для освобождения никотина из солей. Добавление в отгонную колбу поваренной соли резко увеличивает скорость отгонки никотина.

Если никотин обладает свойством перегоняться с паром, то аналогичной способности нельзя было бы ожидать у его солей. Однако при паровой обработке табака без подщелачивания определенная часть никотина все-таки обнаруживается в дистилляте. Величина pH папиросных Табаков всегда ниже 7, поэтому весь никотин находится в форме солей. Перегонка же никотина с паром при этих условиях, вероятно, объясняется частичным гидролизом некоторых солей никотина. Этот никотин называют «свободным», что, по справедливому замечанию А.А. Шмука, не вполне удачно.

Количество «свободного» никотина в определенной степени зависит от pH табака: чем выше эта величина, тем больше никотина обнаруживается в дистилляте. К сожалению, сама динамика отгонки «свободного» никотина никем не изучалась. Можно предполагать, что гидролиз солей никотина будет проходить с большей или меньшей интенсивностью в течение всего процесса дистилляции, а длительность последнего, по существу, ничем не ограничена. Таким образом, характеристика Табаков по величине «свободного» никотина является весьма условной и может производиться только при строго заданных и ограниченных режимах отгонки с паром.[4]