1. Спектрофотометрия в уф-области

Явление ультрафиолетовой спектроскопии было открыто Г. Стоксом и У. Миллером в 1852 г. Официнальным (фармакопейным), метод стал с 1968 г., он включен также во все современные фармакопеи.

Ультрафиолетовая часть спектра простирается от 1 до 400 нм. Однако для получения области спектра от 1 до 190-200 нм необходимо использовать вакуумированные устройства, так как в этой области поглощают компоненты воздуха – кислород и азот. Поэтому эта область электромагнитного излучения называется “областью вакуумного ультрафиолетового излучения” или “дальней ультрафиолетовой областью”. Под термином “ультрафиолетовые лучи” или просто “ультрафиолет” обычно понимают излучение с длиной волны от 200-400 нм или 200-380 нм. Более правильное название этой части спектра - ближняя* ультрафиолетовая область, именно она является рабочей в современных приборах – спектрофотометрах, позволяющих проводить исследование растворов в УФ-области.

В качестве источника УФ-излучения обычно применяется водородная лампа (электрическая дуга в атмосфере водорода при низком давлении), которая дает практически непрерывный спектр излучения в области 190-360 нм.

Принцип получения УФ-спектра заключается в следующем. Излучение от источника попадает в монохроматор, где свет разлагается призмой и затем с помощью щели из светового потока выделяется узкая область. При вращении призмы световой поток перемещается по отношению к щели, что позволяет получать лучи света со строго определенной длиной волны, обычно с точностью ±0,5 нм. Монохроматическое излучение проходит через кварцевую кювету, содержащую раствор исследуемого вещества в прозрачном для УФ-области растворителей. При этом часть световой энергии избирательно поглощается этим веществом, а часть проходит через анализируемый раствор. Интенсивность прошедшего через кювету с раствором светового потока измеряется с помощью фотоэлемента, величина тока которого пропорциональна интенсивности падающего на него света. Ток усиливается и регистрируется потенциометром, одновременно такое же измерение проводят с раствором сравнения (рис. 4).

В современных регистрирующих приборах световой поток делится на два одинаковых пучка, один из которых проходит через исследуемый раствор, а другой – через растворитель, причем как уравнение интенсивностей прошедших через кюветы световых потоков, так и непрерывно изменение длин волн производится автоматически.

Теоретические положения, характеры спектров в УФ-области, принцип их получения, стадии анализа в УФ-спектрофотометрии сходны с таковыми в видимой области и описаны в предыдущем разделе. УФ-спектры могут быть нарисованы “от руки” по полученным значениям оптической плотности при разных длинах волн, либо на регистрирующих приборах записаны автоматичеси самописцем.

Как и в случае спектра в видимой области в УФ-спектре в зависимости от природы вещества и растворителя может наблюдаться один или несколько максимумов поглощения, каждый из которых соответствует различным типам электронных переходов. Как ранее было сказано, электронные переходы (из основного состояния в возбужденное) возникают вследствие поглощения электромагнитного излдучения.

Природа основных и возбужденных электронных состояний различных химических соединений различна и специфична для этих соединений, поэтому разные химические соединения в общем случае поглощают свет при разных длинах волн, характерных для каждого соединения. Если соединения содержат одинаковые структурные фрагменты – хромофоры, то в их электронных спектрах поглощения наблюдаются полосы, обусловленные поглощением хромофоров и расположенные приблизительно в одной и той же области.

Каждая полоса в электронном спектре поглощения характеризуется не только положением – длиной волны максимума (λ_max) или минимума (λ_min) и интенсивностью – величиной оптической плотности.