1. Термодинамическая система. Основные параметры состояния
 Скачать 3.69 Mb.
|
|
Физические основы принципа работы фотоколориметра Основной принцип работы фотоколориметра заключается в сравнении между собой двух световых потоков – так называемого фонового, который был пропущен через раствор сравнения, и основного, который проходил сквозь исследуемый раствор. Фоновый световой поток корректируется при этом каналом сравнения. Отношение основного светового потока к фоновому называют пропусканием Т (или же коэффициентом пропускания). Оптическая плотность А (или же поглощение) выражается десятичным логарифмом величины, обратной коэффициенту пропускания. Таким образом, концентрация растворенного в исследуемой среде вещества прямо пропорциональна оптической плотности А среды. Вышеназванные два световых потока и тот, что определяется при неосвещенном фотоприемнике, фотоприемник преобразует в соответствующие электрические сигналы. Микропроцессор прибора обрабатывает эти электрические сигналы и отображает их на цифровом дисплее фотоколориметра уже в виде оптической плотности А и коэффициента пропускания Т. Для определения пропускания Т и поглощения А микропроцессору приходится производить определенные вычисления по достаточно простым формулам. В этом и заключается принцип работы фотоколориметра. Принципы градуировки при работе фотоколориметра В случае, когда оптическая плотность исследуемого раствора прямо пропорциональна концентрации растворенного вещества во всех областях исследуемых концентраций, принцип работы фотоколориметра позволяет использовать для градуировки прибора один стандартный раствор. Но в наиболее общих случаях зависимость между поглощением А и концентрацией исследуемого раствора может и не быть линейной. В таких случаях для градуировки устройства приходится использовать два или больше стандартных растворов. Соответственно, определение массовых концентраций веществ согласно выбранной методике выполнения измерений производится по градуировочным графикам зависимости измеренных значений коэффициентов пропускания (или же оптической плотности) от концентрации определяемых веществ, построенным по указанным в методике выполнения измерений контрольным растворам.Градуировочные графики строятся вручную или же с помощью поставляемого вместе с прибором программного обеспечения Устройство фотоколориметра вытекает из принципа работы Принцип работы фотоколориметра определяет, что чаще всего устройство относят к категории малогабаритных переносных приборов, оснащенных автономным питанием. В состав фотоколориметра входят, как правило, оптический блок, блок управления и последующей обработки информации, блок индикации, оснащенный подсветкой, клавиатура, кювета и кюветный отсек. Источниками излучения в оптическом блоке являются 8 полупроводниковых высокостабильных светодиодов, которые определяют рабочий диапазон по длине волн излучения. На канале сравнения и измерительном канале для приема излучения применяются цифровые фотодиоды. Основой блока управления и обработки информации является микропроцессор. Возможно включение режима самоконтроля с последующим выводом информации о степени готовности к работе на ЖКИ или дисплей. Для подключения к компьютерам в принцип работы фотоколориметра заложена возможность использования соответствующего интерфейса. 18. Электронные переходы в возбужденной молекуле По длительности и спектральному составу молекулярную люминесценцию можно разделить на флуоресценцию (кратковременную и замедленную) и фосфоресценцию. Чтобы понять происхождение различных видов люминесценции, необходимо рассмотреть, какие переходы осуществляются в молекуле при поглощении ею фотонов. Основное состояние молекулы с четным числом электронов является синглетным и обозначается S 0 В этом состоянии энергия молекулы минимальна, все электроны спарены, а их спины антипараллельны. Поглощение фотона с энергией E 1 сопровождается возбуждением молекулы и переходом электрона за время » 10 –15 сна более высокий синглетный уровень S 1 без изменения спина. Возбужденная молекула обладает некоторым избытком колебательной энергии. Этот избыток вследствие колебательной релаксации (КР) теряется в виде тепловой энергии, а сама молекула за время » 10 –12 с оказывается на нижнем колебательном уровне первого возбужденного состояния S 1 Энергия поглощенного фотона E 2 может оказаться достаточной для перевода молекулы и на более высокий уровень — S 2 . Вследствие внутренней конверсии (ВК), обусловленной перекрыванием колебательных уровней, и колебательной релаксации молекула за время ≈ 10 –11 соказывается, как и в первом случае, на нижнем колебательном уровне состояния S 1 Поскольку состояние S 1 отделено от основного состояния S 0 значительным энергетическим интервалом, безызлучательная дезактивация энергии за счет внутренней конверсии и колебательной релаксации затруднена и становится возможной прямая излучательная дезактивация с флуоресценцией (Фл). Испускание фотонов флуоресценции происходит при переходе электрона с нулевого колебательного уровня состояния S 1 на любой колебательный уровень основного состояния S 0 . Флуоресценция является кратковременным свечением с длительностью 10 –10 –10 –7 с и наблюдается при комнатной температуре. Энергия фотонов флуоресценции меньше энергии фотонов поглощения. С очень малой вероятностью электрон возбужденной молекулы может изменить свой спин. Такое состояние называетсятриплетным и обозначается буквой T. Энергия триплетного состояния T 1 ниже энергии соответствующего синглетного состояния S 1 . Безызлучательный переход между синглетным S 1 и триплетным T 1 состоянием называется интеркомбинационной конверсией (ИКК). Этот переход происходит за время 10 –9 –10 –7 с и может конкурировать с флуоресценцией, полностью подавляя последнюю. Молекула, перешедшая в результате интеркомбинационнойконверсии на возбужденный колебательный уровень триплетного состояния, быстро релаксирует (КР) до самого низшего колебательного состояния T 1 . При определенных условиях (обычно при низкой температуре, –196° С, в отсутствие |