Вопрос 7.? Связь пропускания и оптической плотности. Закон светопоглощения.
Если световой поток пропустить через кювету с раствором, поглощающим свет, то выходящий световой поток будет менее интенсивным, чем входящий. Ослабление светового потока связано с частичным поглощением его и частичным отражением.
Соотнощение между интенсивностями падающего светового потока Io, светового потока прошедшего через раствор I, поглощенного In, и отраженного Iотр можно выразить следующим образом:
Io=I+In+Iотр.
Интенсивность отраженной части светового потока невелика и ею можно принебречь.
Io= I+In.
Непосредственно можно измерить интенсивность падающего светового потока и светового потока, прошедшего через раствор. Интенсивность поглощенного светового потока непосредственному измерению не поддаётся. Ее принято выражать величиной. Эта величина называется оптической плотностью и обозначается А.
Существует определенная зависимость между оптической плотностью, толщиной слоя и концентрацией вещества, выражаемая законом Бергера-Ламберта-Бера:
А= К-с-I
К- молярный коэффициент светопоглощения.
С- концентрация раствора.
I-толщина слоя раствора, через который проходит световой поток, см.
Молярный коэффициент светопоглощения К зависит от длины волны, температуры растворителя и не зависит от толщины поглощающего слоя и концентрации растворенного вещества. Он отражает индивидуальные свойства вещества, для разных веществ он имеет различное значение.
Величина молярного коэффициента светопоглощения является наиболее важной и объективной характеристикой чувствительности фотометрического метода. Чем выше величина коэффициента, тем чувствительнее метод.
Уменьшение интенсивности света, прошедшего через раствор, характеризуется коэффициентом пропускания (или просто пропусканием) Т:
где I и I0 – соответственно интенсивности света, прошедшего через раствор и растворитель
Вопрос 8. Люминесцентный анализ. Теоретические основы метода. Виды люминесценции.
Люминесцентный анализ — совокупность методов анализа, основанных на наблюдении люминесценции.
Люминесценция – свечение атомов, ионов, молекул и др. более сложных частиц вещества, которые возникают в результате перехода в них электронов при возвращении из возбужденного в нормальное состояние.
Чтобы вещество стало люминесцировать, к нему необходимо подвести определенное количество энергии.
Флуоресценция – это вид собственного свечения вещества, которое продолжается только при облучении. Если источник возбуждения устранить, то свечение прекращается мгновенно.
С помощью люминесцентного анализа можно обнаружить в исследуемом образце присутствие различных веществ. Этот метод используется для определения витаминов, белков, жиров в молоке, свежести мяса и рыбы, порча овощей, плодов, обнаружение консервантов, лекарственных средств.
Люминоскоп – прибор для люминесцентного анализа.
В зависимости от вида первичной энергии (световой, химической, механической и др.), различают:
фотолюминесценцию(основана на свечении вещества при поглощении лучистой или световой энергии),
химилюминесценцию(свечение вещества под действием некоторых химических процессов),
триболюминесценцию(люминесценция трения),
катодолюминесценцию(свечение вызвано бомбардировкой быстролетящими электронами) и ее другие виды.
В практике физико-химического анализа наибольшее значение приобрела фотолюминесценция. Различают два её вида:
фосфоресценция– свечение продолжается более или менее длительное время после снятия источника возбуждения;
флюоресценция– свечение прекращается сразу после снятия источника возбуждения (в течение (10–9– 10 –7) с); этот вид фотолюминесценции наиболее приемлем для аналитических целей.
Все люминесцирующие вещества имеют общее название люминофоры. В качественном люминесцентном анализе по цвету свечения и особенно по спектрам люминесценции можно установить присутствие того или иного вещества в пробе. При сопоставлении спектров люминесценции проб и индивидуальных веществ, которые могут входить в состав пробы, основное внимание обращают на положение максимумов и ширину полос, наличие и характер их тонкой структуры. Количественный люминесцентный анализ базируется на зависимости между интенсивностью люминесценции I f (отн. ед.) и содержанием люминофора в пробе (с)I f = k . c , (1. 1)
где I f - интенсивность люминесценции;
с - молярная концентрация, моль/л;
k – коэффициент, зависящий от природы вещества
Чаще всего для возбуждения люминесценции используют источники ультрафиолетового (УФ) излучения. Если же люминофор обладает интенсивным поглощением в видимой области спектра, то для возбуждения его люминесценции можно использовать лампу накаливания. В настоящее время для возбуждения люминесценции все чаще используют лазерное излучение. Люминесцентный метод анализа, так же как и фотометрический метод, относятся к группе оптических методов анализа, и потому они имеют много общего. Однако по сравнению с фотометрией люминесцентный метод имеет существенные преимущества.