73. Вид спектров люминесценции и их основные характеристики.

Различные флуоресцирующие вещества имеют спектры флуоресценции различного вида, расположенные в различных интервалах шкалы длин волн.

Спектры флуоресценции некоторых веществ: 1-стильбен; 2-α‑нафтол;3 дифенилоктатетраен

Вид и положение спектра флуоресценции позволяют отличить одно флуоресцирующее вещество от другого и используются в качественном флуоресцентном анализе. В простейшем случае качественное определение природы флуоресцирующего вещества может быть проведено по его цвету. Например, некоторые физиологически-активные алколоиды флуоресцируют характерным для них светом: кокаин - светло-синим_, кодеин - слабо-желтым, никотин - темно-фиолетовым. По цвету флуоресценции можно различить разные типы битумов:- у легких битумов флуоресценция голубоватого или зеленоватого цвета, у тяжелых - ярко-белая, медленно буреющая или желтеющая, у асфальтов - белая, быстро буреющая, а затем исчезающая Качественный флуоресцентный анализ применяют для определения марок стекла, сортов смазочных масел, идентификации мине­ралов и т.п. Это т.н. сортовой люминесцентный анализ, который применяют также для обнаружения грибковых заболеваний растений и семян и др.

74. Зависимость интенсивности люминесценции от конц. Люминесцируемого вещества, температуры, рН, примесей.

Iфл Iфл Iфл

с t,⁰C рН

В области малых концентраций между I_фл. и концентрацией действует прямая пропорциональность I = К С. Именно эта область и используется для количественного анализа и охватывает область концентраций от 10^-7 - 10^-8 моль/л. С повышением концентрации интенсивности флуоресценции становится постоянной, а затем резко падает. Это уменьшение интенсивности флуоресценции с увеличением концентрации называется концентрационным гашением (тушением) флуоресценции. Явление концентрационного гашения флуоресценции объясняется несколькими причинами:

-при увеличении концентрации происходит сближение флуо­ресцирующих молекул, изменение их энергетических уровней и уве­личение количества безызлучательных переходов;

-при сближении молекул возникает возможность резонансного взаимодействия с передачей энергии, что приводит к потере энергии и уменьшению интенсивности флуоресценции;

-при сближении молекул возрастает взаимодействие молекул между собой и с молекулами растворителя с образованием не флуо­ресцирующих ассоциатов.

Интенсивность флюоресценции сильно зависит от температуры. Чаще всего повышение температуры приводит к снижению интенсивности флуоресценции. Это связано с тем, что с повышением температуры увеличивается колебательная энергия молекул и возрастает количество безызлучательных переходов, а также температурная диссоциация молекул. Однако в некоторых случаях с повышением температуры интенсивность флуоресценции также растет, что связано с образованием модификаций молекул, способных флуоресцировать более интенсивно.

Интенсивность флуоресценции зависит от рН раствора. Общих закономерностей для этой зависимости нет. Для некоторых флуоресцирующих веществ интенсивность свечения с ростом рН увеличивается (кривая 1 ,для других - падает (кривая 2), некоторые вещества флуоресцируют только в определенном интервале значений рН (кривая 3). Такие вещества называются флуоресцентными индикаторами. При изменении рН среды у многих флуоресцентных индикаторов изменяется и спектральная характеристика; т. е. цвет излучения.

Интенсивность флуоресценции зависит от присутствия в растворе посторонних веществ. Некоторые вещества, например бисульфат натрия, КМпО₄ и др., способны гасить флуоресценцию. Некоторые вещества, наоборот, способны вызывать усиление флуоресценции. Например, так действуют на флуоресценцию хинина добавки сульфатов. Поэтому при проведении флуоресцентных исследований, особенно количественных, необходимо следить за чистотой исследуемого вещества.

Гашение флуоресценции посторонними веществами (примесное гашение) может быть связано как с химическими, таки е физическими процессами (рис.). При химическом гашении флуоресцирующая молекула вступает во взаимодействие с примесью, образуя нефлуоресцирующее соединение (таким гасителем является кислород). При физическом гашении флуоресценции происходит передача части энергии возбужденной молекулы постороннего вещества за счет безызлучательных переходов. Если спектры флуоресценции анализируемого вещества и гасителя находятся в одной спектральной области, происходит сильное гашение флуоресценции небольшие добавки такого гасителя резко снижают интенсивность свечения (а, б).

Если спектры анализируемого вещества и гасителя отличаются сильно, обмен энергией между ними происходит менее интенсивно и влияние такого гасителя на интенсивность флуоресценции значительно меньше (б, г)

ε

λ

ε