- •Міністерство освіти україни національний університет "Львівська політехніка"
- •Молекулярно-абсорбційний аналіз
- •1. Загальна характеристика методів
- •1.1. Основи фотометричних методів аналізу
- •1.2. Закон Бугера-Ламберта-Бера
- •1.3. Умови фотометричних визначень
- •2. Фотометричні методи кількісного визначення речовин
- •2.1. Метод порівняння
- •2.2. Метод калібрувального графіка
- •2.3. Метод добавок
- •2.4. Метод визначення концентрації за середнім значенням молярного коефіцієнта поглинання
- •2.5. Диференційний фотометричний метод
- •2.6. Фотометричне титрування
- •3. Прилади фотометричного аналізу
- •3.1. Характеристика фотоелектроколориметрів фэк-56м, фэк-56
- •3.2. Порядок роботи на фотоелектроколориметрах фэк-56м (фэк-56)
- •4. Визначення феруму (ііі) за допомогою сульфосаліцилової кислоти
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •5. Визначення силікат-іонів за допомогою амоній молібдату в кислому середовищі
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •6. Визначення вольфраму (VI) каталітичним кінетичним методом
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •7. Визначення аскорбінової кислоти в фруктових соках
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •8. Визначення купруму (іі) у вигляді аміакату диференційно-фотометричним методом
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •9. Нефелометричний та турбідиметричний методи аналізу
- •10. Визначення сульфат-іонів у природних водах
- •Реактиви, посуд, прилади
- •Виконання роботи
- •Молекулярно-абсорбційний аналіз
Міністерство освіти україни національний університет "Львівська політехніка"
Д.І. Семенишин, О.Я. Борова, Г.О. Маршалок, П.Й. Шаповал,
Й.Й. Ятчишин, Ф,І. Цюпко
Молекулярно-абсорбційний аналіз
Затверджено
на засіданні кафедри
аналітичної хімії
Протокол № 3 від 10 листопада 2003 р.
Львів - 2003
Молекулярно-абсорбційний аналіз. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу “Аналітична хімія” (фізико-хімічні методи аналізу) для студентів хімічних спеціальностей / Укл. Д.І. Семенишин, О.Я. Борова, Г.О. Маршалок, П.Й. Шаповал, Й.Й. Ятчишин, Ф,І. Цюпко - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2003. - 25 с.
Укладачі Семенишин Д.І., д-р хім. наук, проф.
Борова О.Я., канд. хім. наук, доц.
Маршалок Г.О., канд. хім. наук, доц.
Шаповал П.Й., канд. хім. наук, ас.
Ятчишин Й.Й., д-р хімю наук, проф.
Цюпко Ф.І., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск Полюжин І.П., канд. техн. наук, доц.
Рецензенти: Никипанчук М.М., д.х.н., проф.
Абаджев С.С., к.х.н., доц.
1. Загальна характеристика методів
Методи аналізу, які ґрунтуються на поглинанні світлової енерґії атомами і молекулами речовин, що аналізуються, об’єднуються в загальну групу абсорбційних оптичних методів. Ці методи мають широке застосування як на промислових підприємствах, так і в науково-дослідних лабораторіях.
При поглинанні світла атоми і молекули речовин переходять в новий енерґетично-збуджений стан. Надлишкова енерґія атомів і молекул в одних випадках витрачається на підвищення їх поступальної, обертальної або коливної енерґії, в інших — виділяється у вигляді вторинного випромінювання або витрачається на фотохімічні реакції. Залежно від вигляду поглинаючих частинок і від способу трансформування надлишкової енерґії збудження розрізняють:
1. Атомно-абсорбційний аналіз, що ґрунтується на поглинанні світлової енерґії атомами аналізованої речовини.
2. Молекулярний абсорбційний аналіз, що ґрунтується на поглинанні світла молекулами речовини або складними йонами в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній областях спектра (спектрофотометрія, фотоколориметрія, ІЧ-спектроскопія). Часто фотоколориметричний і спектрофотометричний методи об’єднують в групу, яку називають фотометричними методами аналізу.
3. Турбідиметрія та нефелометрія — ґрунтуються на поглинанні та розсіюванні світла диспергованими частинками аналізованої речовини.
4. Люмінесцентний (флуорометричний) аналіз, ґрунтується на вимірюванні випромінювання, яке виникає в результаті виділення надлишку енерґії збудженими молекулами аналізованої речовини.
1.1. Основи фотометричних методів аналізу
У фотометричних методах використовують явище вибіркового поглинання світла молекулами досліджуваної речовини. В результаті поглинання світла молекула переходить із основного стану з мінімальною енерґією (Е1) в більш високий енерґетичний стан (Е2). Енерґія збудження розподіляється по окремих енерґетичних коливних рівнях молекули, перетворюючись в теплову. Електронні переходи, викликані поглинанням строго певних квантів світлової енерґії, характеризуються появою строго певних смуг поглинання в електронних спектрах поглинаючих молекул. Причому поглинання світла відбувається тільки в тих випадках, коли енерґія кванта співпадає з різницею енерґій (ΔЕ) між квантованими енерґетичними рівнями в кінцевому (Е2) і початковому (Е1) станах поглинаючої молекули:
hν = ΔЕ = Е2 – Е1 (1)
де h — постійна Планка (h = 6.62510–34 Джс); ν — частота випромінювання, що поглинається, яка визначається енерґією поглиненого кванта і виражається відношенням швидкості світла у вакуумі с = 31010 см/с до довжини хвилі (λ)
ν = с/λ
Енерґія випромінювання характеризується електромагнітним спектром. Для характеристики спектра часто, крім довжини хвилі, використовують хвильове число , яке показує число довжин хвиль, що припадає на 1 см шляху випромінювання в вакуумі. Визначають його за співвідношенням:
= 1/λ
Спектри поглинання молекул складаються із сукупності більш або менш розмитих смуг поглинання. Причина появи спектрів поглинання полягає в тому, що електронні та коливні рівні розщеплюються на підрівні і поглинання електромагнітного випромінювання супроводжується появою в спектрі великої кількості близько розташованих ліній, які зливаються в смугу поглинання. Природа смуг поглинання в ультрафіолетовій (10–400 нм) і видимій (400–760 нм) областях спектра однакова і пов’язана з числом і положенням електронів в молекулах та йонах, а в інфрачервоній області (760–106 нм) — з коливанням атомів в молекулах.
Спектр поглинання зображають у вигляді графічної залежності оптичної густини (А) або молярного коефіцієнта поглинання (ελ), чи пропускання (Т) від частоти (ν) або довжини хвилі (λ) (рис. 1, 2).
Рис. 1. Залежність А від λ Рис. 2. Залежність Т від ν
Частота при мінімумі пропускання (ν1, ν2) або довжина хвилі при максимумі поглинання (λ1, λ2) є параметрами для якісного аналізу, а залежність інтенсивності смуг поглинання або оптичної густини від концентрації використовують для кількісного аналізу.