- •Оглавление
- •Введение
- •Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера)
- •Ограничения и условия применимости закона Бугера — Ламберта — Бера
- •Спектры поглощения
- •Происхождение спектров поглощения
- •Основные узлы приборов абсорбционной спектроскопии
- •Качественный анализ
- •Количественный анализ
- •Оптимальные условия фотометрического определения
- •Основные приемы фотометрических измерений
- •Определение меди в виде аммиакатов дифференциально-фотометрическим методом
- •Практическое применение
- •Задачи по фхма
- •Список литературы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАТИВНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Г.И. Носова»
Химико-металлургический факультет
Кафедра химической технологии неметаллических материалов и ФХ
Курсовая работа по физико-химическим методам анализа
Тема: «Абсорбционная спектроскопия»
Студент: курс 3, группа МХТ-09
Кунафина О.Б.
Руководитель: доцент, КТН,
Костина З.И.
Магнитогорск 2011
Оглавление
Введение 3
Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера) 4
Ограничения и условия применимости закона Бугера — Ламберта — Бера 6
Спектры поглощения 7
Происхождение спектров поглощения 9
Основные узлы приборов абсорбционной спектроскопии 10
Качественный анализ 11
Количественный анализ 12
Оптимальные условия фотометрического определения 13
Основные приемы фотометрических измерений 14
Определение меди в виде аммиакатов дифференциально-фотометрическим методом 17
Практическое применение 19
Вывод 20
Задачи по ФХМА 21
Список литературы 26
Введение
Абсорбционная спектроскопия - один из методов качественного анализа. Идентификация какого-либо чистого соединения основана на сравнении спектральных характеристик (максимумов, минимумов и точек перегиба) неизвестного вещества и чистых соединений; близкое подобие спектров служит хорошим доказательством химической идентичности, особенно если в спектре определяемого вещества содержится большое число четких, легко идентифицируемых максимумов. Для идентификации особенно полезно исследование поглощения в ИК-области, поскольку многие соединения отличаются тонкой структурой спектров. Применение спектрофотомерии в видимой и УФ-областях в качественном анализе более ограничено, так как полосы поглощения имеют тенденцию к уширению, что скрывает их тонкую структуру. Еще одна важная область применения связана с обнаружением сильно поглощающих примесей в непоглошающей среде; если молярный коэффициент поглощения в максимуме поглощения достаточно высок, легко установить наличие следовых количеств загрязнений.
Основной закон светопоглощения (закон Бугера-Ламберта-Бера)
Атом, ион или молекула, поглощая квант света, переходит в более высокое энергетическое состояние. Обычно это бывает переход с основного, невозбужденного уровня на один из более высоких, чаще всего на первый возбужденный уровень. Вследствие поглощения излучения при прохождении его через слой вещества интенсивность излучения уменьшается и тем больше, чем выше концентрация светопоглощающего вещества.
Закон Бугера — Ламберта — Бера связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя. Чтобы учесть потери света на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивности света, прошедшего через исследуемый раствор и растворитель (рис 1) При одинаковой толщине слоя в кюветах из одинакового материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих пучков и уменьшение интенсивности света будет зависеть от концентрации вещества.
Рис 1. Прохождение света через окрашенный раствор и растворителя
Уменьшение интенсивности света, прошедшего через раствор, характеризуется коэффициентом пропускания Т:
,
где I и I0 — соответственно интенсивности света, прошедшего через раствор и растворитель
Взятый с обратным знаком логарифм Т называется оптической плотностью А:
Уменьшение интенсивности света при прохождении его через раствор подчиняется закону Бугера — Ламберта — Бера:
,
или
,
или . (1)
где ε – молярный коэффициент поглощения; l — толщина светопоглощающего слоя; с — концентрация раствора.
Физический смысл ε становится ясным, если принять l — 1 см и с = 1 моль/л, тогда А = ε. Следовательно, молярный коэффициент поглощения равен оптической плотности одномолярного раствора при толщине слоя 1 см.
Оптическая плотность раствора, содержащего несколько окрашенных веществ, обладает свойством аддитивности, которое иногда называют законом аддитивности светопоглощения. В соответствии с этим законом поглощение света каким либо веществом не зависит от присутствия в растворе других веществ. При наличии в растворе нескольких окрашенных веществ каждое из них будет давать свой аддитивный вклад в экспериментально определяемую оптическую плотность А.
,
где А1, А2 и т.д. – оптическая плотность вещества 1, вещества 2 и т.д.
При учете уравнения (1) получаем
,