Вопросы к отчету по теме «Фотометрический метод анализа»

1. Фотометрический метод анализа. Законы поглощения света: закон Ламберта-Бугера-Бера, правило аддитивности абсорбции. Физический смысл коэффициента экстинкции и способы его определения.

2. Графическое изображение зависимости абсорбции от концентрации раствора. Причины, вызывающие отклонение от закона Ламберта-Бугера-Бера. Чувствительность фотометрического метода анализа.

3. Метод собственного поглощения и метод реагентов, область их применения.

4. Метод «обычной» и дифференциальной фотометрии.

5. Блок-схема фотоколориметра КФК-2, основные элементы прибора и их назначение. Относительный способ измерения абсорбции растворов.

6. Абсорбционные светофильтры, их характеристики и способы выбора.

Дополнительные вопросы

1. Особенности фотометрического анализа смеси красителей с непересекающимися и с пересекающимися спектрами.

2. Источники ультрафиолетового и видимого излучения, их устройство.

3. Фотонные приемники излучения: фотоэлементы с внешним фотоэффектом, фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, фотоумножители. Требования к фотонным приемникам излучения, их устройство.

3 Абсорбционная спектроскопия

1. Теоретические основы

   Метод абсорбционной спектроскопии основан на изучении спектров поглощения анализируемых растворов в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра. Спектры поглощения отражают вероятность поглощения анализируемым веществом электромагнитного излучения определенной длины волны и изображаются в координатах: А(), Т(), (), где А – абсорбция раствора, отн. ед.; Т – светопропускание, отн. ед.;  – молярный коэффициент ослабления (коэффициент экстинкции), дм³/мольсм;  – длина волны электромагнитного излучения, нм. Вместо длины волны может быть использована либо частота (), либо волновое число ( ). Спектры поглощения записывают на одно- или двухлучевых спектрофотометрах.

В аналитической химии спектры поглощения используются для качественного, количественного анализа индивидуальных веществ и их смесей, определения термодинамических величин (констант диссоциации красителей, энтальпии и др.), структуры органических молекул, изучения механизма кинетических реакций и ряда других важнейших параметров.

Качественный анализ в абсорбционной спектроскопии основан на специфичности спектров поглощения. Практически нет случаев, чтобы различные по химическому строению вещества имели бы совпадающие спектры поглощения в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Министерства, ведомства и иностранные фирмы издают атласы спектров выпускаемых продуктов. В атласах содержатся спектры только тех веществ, технология или методика получения которых аттестована. Для идентификации исследуемого вещества записывают его спектр поглощения в определенном растворителе и сравнивают полученные данные с соответствующим спектром в атласе.

Количественный анализ индивидуальных веществ основан на зависимости абсорбции растворов от концентрации согласно закону Ламберта-Бугера-Бера: А = Сl [3]. Методы определения концентраций в абсорбционной спектроскопии аналогичны методам в фотометрии (метод молекулярного коэффициента экстинкции, метод двух растворов и др. [2]). Абсорбция измеряется на аналитической длине волны, которая выбирается, как правило, в максимуме полосы поглощения анализируемого вещества. Количественный анализ смеси невзаимодействующих веществ, спектры которых пересекают друг друга, требует использование закона аддитивности абсорбцией [2]. В случае, если компоненты смеси взаимодействуют между собой, то количественный анализ следует проводить с учетом закона аддитивности и условий, определяющих химическое взаимодействие между компонентами.

Основными преимуществами метода абсорбционной спектроскопии являются быстрота проведения анализа, широкая область применения, возможность анализа сложных смесей без их предварительного разделения, высокая чувствительность. Погрешность метода составляет 0,2-1,0 %.