2.1. Емісійний спектральний аналіз.

В 1860 році відкрив цей вид аналізу Кирхгоф та Бунзен. Назва методу від латинського слова (emissio), що означає спускати, випуск.

Емісійний спектральний аналіз – це фізичний метод визначення хімічного складу речовини по її спектру, який спускають збуджені атоми або найпростіші радикали. Спектром называється випромінювання, впорядочене по довжині хвиль.

Використовують емісійний спектральний аналіз у харчовій промисловості при визначенні вмісту мікроелементів в об’єктах рослинного походження, харчових продуктах, консервах, та ін.. Головною перевагою методу є: а) універсальність, б) можливість одночасного кількісного визначення великого числа елементів (до 20) в складних системах, в) при визначенні малих кількостей цей вид анализу має переваги перед хімічними методами, т.я. дає можливість визначати масову частку елемента від 10^-5 до 1%.

2.2. Походження емісійних спектрів.

Атоми та іони усіх елементів можуть знаходитись в двух енергетичних станах: стаціонарному (нормальному) та збудженому.

В стаціонарному стані атоми володіють мінімальним запасом енергії і при цьому не випромінюють її. Якщо атоми отримують додаткову енергію, то електрони зовнішнього електроного шару будуть переходити зі стаціонарного рівня на більш високий енергетичний рівень. Такий стан атомів називають збудженим. Через деякий час (приблизно 10^-8с) у кожному збудженому атомі електрони повертаються на стаціонарні орбіти, випускаючи надлишкову енергію у виді квантів світла з частотою, яка відповідає даному переходу. Ці процеси для одного переходу електрона можна виразити формулою:

Е = Е - Е = = h ,

де Е – енергія електромагнітного випромінювання, яка звільнилася, Дж.

Е’’- енергія збудженого атома, Дж.

Е’ – енергія кінцевого стану атома, Дж.

с – швидкість світу, м/с.

 - довжина хвилі електромагнітного випромінювання, нм.

 - частота електромагнітного випромінювання, м^-1.

Джерелом збудження спектрів можуть бути полум’я, електрична дуга, електрична іскра, імпульсний та електровакуумний розряд. Особливий інтерес – фотометрія полум’я, зоснована на вимірюванні випромінювання, яке вводиться у полум’я розчину. Так, в полум’ї газу або водню при температурі 2000…3000С збуджуються атоми елементів з низьким потенціалом збудження (лужні та деякі лужноземельні елементи).

2.3. Абсорбціоний аналіз.

Методи аналіза, які зосновані на поглинанні світової енергії атомами та молекулами аналізуємих речовин, с кладають велику групу абсорбційних оптичних методів.

При поглинанні електромагнітного випромінювання атоми або молекули переходять у збуджений стан. При цьому надлишкова енергія атомів і молекул в одних випадках витрачається на підвищення їх поступову, обертальну або коливальну енергії, тобто витрачається у виді тепла. В інших випадках надлишкова енергія виділяється у виді вторічного випромінювання або витрачається на фотохімічні реакції. Таким чином, залежно від вида поглинаючих часток та способа перетворення (трансформування) надлишкової енергії збудження розрізняють:

1. Атомно-абсорбціоний аналіз, заснований на поглинанні світовой енергії атомами аналізуємих речовин.

2. Молекулярно-абсорбціоний аналіз, заснований на поглнанні світла молекулами аналізуємої речовини і складними іонами в ультрафіолетовій, видимій та інфрачервоній областях спектра.

3. Люмінісцентний аналіз, заснований на вимірюванні інтенсивності повторного випромінювання, яке викає у результаті виділення частки надлишкової енергії збудження молекулами аналізуємої речовини.

4. Аналіз по поглинанню світової енергії зваженими частками аналізуємої речовини - турбідиметрія.

5. Аналіз по розсіюванню світової енергії зваженими частками аналізуємої речовини - нефелометрія.

Нагадаємо з курсу фізики, що спектр електромагнітного випромінювання в залежності від довжини хвилі розподіляють на декілька областей:

а) ультрофіолетова (УФ) - 180…400 нм.;

б) видима - 400…700 нм.;

в) ближня інфрачервона (ІК) - 700…1100 нм.

Одиницею вимірювання довжини хвилі електромагнітного випромінювання в СІ прийнятий метр або його частка – нанометр (нм), 1 нм = 10^-9 м.