- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Рецензент:
- •6. Теоретические основы современных методов контроля качества продовольственных товаров
- •6.1. Оптические методы
- •6.1.1. Электромагнитное излучение
- •6.1.2. Происхождение атомных спектров
- •6.1.3. Классификация оптических методов анализа
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.2. Поглощение излучения
- •6.2.1. Ультрафиолетовая и видимая области
- •6.2.2. Цвет раствора
- •6.2.3. Фотометрические методы анализа
- •6.2.4. Спектрофотометрия
- •Характеристические полосы поглощения некоторых хромофоров
- •6.2.5. Инфракрасная спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.3. Молекулярная люминесценция: флуориметрия, фосфорометрия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.4. Спектры комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.5. Атомная спектроскопия
- •Конус зона
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.6. Фотоакустическая спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.7. Рентгено-спектральный анализ
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.8. Электронная и ионная спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.9. Спектроскопия магнитного резонанса (Радиочастотные спектральные методы)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.10. Масс-спектрометрия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.11. Ядерно-физические методы анализа
- •6.11.2. Величины и единицы измерения радиоактивности
- •6.11.3. Α-распад
- •6.11.4. Β-превращения
- •6.11.5. Γ-излучение
- •6.11.6. Детекторы радиоактивности
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.12. Термические свойства потребительских товаров
- •6.12.1. Термические методы анализа
- •6.12.2. Термометрия
- •6.12.3. Термотитрометрия
- •6.12.4. Термогравиметрический анализ (тга)
- •6.12.5. Дифференциальный термический анализ (дта)
- •6.12.6. Дифференциальная термогравиметрия (тгп)
- •6.12.7. Дифференциальная сканирующая калориметрия (дск)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.13. Цвет и свет
- •6.13.1 Основные колориметрические и фотометрические величины
- •6.13.2 Основы измерения цвета
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.14. Микроскопия
- •Примерные диапазоны применения различных методов исследования растительных объектов
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.15. Хроматографические методы разделения и идентификации веществ
- •Важнейшие виды хроматографии
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Статистическая обработка результатов измерения
- •Оценка правильности результатов измерений(определений)
- •Оформление контрольной работы
- •Контрольная работа
- •Тематика рефератов (по указанию преподавателя)
- •Рекомендованная литература
Вопросы для самоконтроля
Какие существуют группы оптических атомно-спектроскопических методов, основанных на энергетических переходах в атомах?
В чем заключается метод атомно-эмиссионной спектроскопии?
Что такое эмиссионная фотометрия пламени?
Каковы теоретические основы метода атомно-абсорбционной спектроскопии?
Как вы представляете себе принципиальную схему прибора для атомно-абсорбционных измерений?
Что можно отнести к недостаткам метода атомно-абсорбционной спектроскопии?
6.6. Фотоакустическая спектроскопия
Возбуждение молекулы при поглощении излучения дает начало целому ряду процессов, в результате которых избыток энергии диссилирует, и молекула возвращается в основное состояние. Эти процессы можно разделить на излучательные (флуоресценция и фосфоресценция) и безизлучательные.
Если исследуемое вещество представляет собой жидкость или газ, энергия соответствующих переходов расходуется на увеличение теплового движения всех молекул пробы. Если же вещество - твердое тело, энергия сначала идет на усиление колебаний кристаллической решетки, затем она может быть передана любому газу или жидкости, соприкасающимся с пробой. Так или иначе, энергия переходит в тепло, поэтому путем измерения повышения температуры можно получить полезную информацию.
В фотоакустической спектроскопии (ФАК) используют прерывающийся (модулированный) поток излучения, в результате чего в пробе возникают тепловые колебания с частотой модуляции изучения. Периодические изменения колебательной энергии распространяются через среду в виде звуковой волны. Любую волну можно охарактеризовать тремя параметрами: амплитудой, скоростью и частотой. В данном случае под частотой имеется в виду частота модуляции, под скоростью - скорость звука в данной среде, а амплитуда соответствует количеству поглощенной и перешедшей в теплоту энергии.
Для измерения акустического сигнала можно использовать два устройства: микрофон и пьезоэлектрический датчик. Если излучение поглощается газом, то звуковую волну можно регистрировать непосредственно микрофоном. Если же проба - твердое вещество, то пробу вместе с микрофоном помещают в замкнутое пространство, заполненное газом. Звуковая волна, возникающая в пробе, на пути к микрофону проходит через границу раздела твердое тело - газ, где происходит значительная потеря энергии; после прохождения через границу раздела энергию можно усилить с помощью электронного усилителя. ФАС имеет ряд существенных достоинств по сравнению с обычной абсорбционной спектроскопией. Во-первых, это единственный надежный метод получения спектров непрозрачных твердых веществ; во вторых, благодаря высокой чувствительности, метод ФАС можно использовать для измерения поглощения веществ с очень малой оптической плотностью, и, в третьих, помехи от рассеянного излучения в данном случае минимальны, так как обнаружено лишь то излучение, которое действительно поглощается.
Наибольшее применение метод ФАС нашел при исследовании биологических и биохимических систем, в которых часто наблюдается сильное светорассеяние.
ФАС применяют также при детектировании в жидкостной хроматографии.