Презентация Microsoft PowerPoint. Систематические аппаратурные искажения атомных и малекулярных спектров ташлиев К
 Скачать 86.84 Kb.
|
СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ АППАРАТУРНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ АТОМНЫХ И МАЛЕКУЛЯРНЫХ СПЕКТРОВВыполнил:Ташлиев К.Спектроскопическими методами анализа называются методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Электромагнитное излучение представляет собой вид энергии, которая распространяется в вакууме со скоростью около 300000 км/с. Она может выступать в форме света, теплового и ультрафиолетового излучения, микро- и радиоволн, гамма- и рентгеновских лучей. Одни свойства электромагнитного излучения удобнее описывать, исходя из его волновой природы, другие - из корпускулярной. Характеристиками электромагнитного излучения с волновой точки зрения (как классической синусоидальной волны) являются длина волны, частота, амплитуда и скорость распространения. Для передачи электромагнитного излучения не требуется наличия какой-либо вещественной среды (как, например, для звуковых волн): оно может распространяться и в вакууме.Глава 1. Общие положения.1.1. Электромагнитное излучение и его взаимодействие с веществом.В нормальном (невозбужденном) состоянии частицы вещества (атом, молекула, ион) обладают минимальной энергией. При возбуждении они переходят в состояние с увеличением запаса энергии и пребывают в нем какое-то определенное время, после чего возвращаются состояние, отдавая избыточную энергию в виде электромагнитного излучения. Каждому возможному переходу между уровнями энергии соответствует определенная спектральная линия, характеризующаяся в спектре определенной частотой или длиной волны.1.2. Основы теории атомных и молекулярных спектровАтомные спектры Методы атомной спектроскопии основаны на явлениях поглощения и испускания света свободными атомами, а также их люминесценции. При использовании излучения УФ- и видимой области спектра возбуждаются валентные, а рентгеновской - внутренние электроны атомов. Непрерывные спектры не являются характеристичными для отдельных элементов и сильно зависят от условий термического возбуждения. Полосатые спектры типичны для молекул, находящихся при высокой температуре - CN, СН, С2, SrOH. Эти спектры отражают сложные процессы, связанные с изменением электронной, колебательной и вращательной энергии молекул. Линейчатые спектры обусловлены процессами возбуждения электронов свободных атомов и одноатомных ионов. Именно спектры этого типа представляют наибольший интерес для аналитической химии.Молекулярные спектрыСпектры молекул в отличие от спектров атомов состоят из очень большого числа линий, которые группируются в полосы (полосатые спектры), а иногда и из широких сплошных спектральных участков. Полная энергия молекулы обычно представляется как сумма энергий электронной Ее, колебательной Ev и вращательной Еr. Все виды энергии квантованы, при этом колебательные кванты меньше электронных, а вращательные -- меньше колебательных, т.е. Ее > Ev > Еr. Электронные спектры молекул Для молекулярных электронных переходов также справедливы определенные правила отбора. Они связаны с изменением спинового состояния, симметрии молекулярных орбиталей, колебательных квантовых чисел (принцип Франка-Кондона) и другими факторами. Вращательные и колебательные спектры.Вращательная спектроскопия изучает процессы периодического изменения ориентации дипольных моментов молекулы. Этим методом можно исследовать лишь молекулы, обладающие постоянным дипольным моментом, например, HCl. Неполярные молекулы такие, как Н2, методом вращательной спектроскопии исследовать нельзя. Для возбуждения вращения молекулы требуется энергия, приблизительно в тысячу раз меньшая, чем для возбуждения колебаний. В свою очередь, для возбуждения колебаний также требуется лишь тысячная доля энергии, необходимой для возбуждения высших энергетических состояний валентных электронов. Глава 2. Аппаратурные снижения спектровАппаратурные искажения спектрометра учитываются с помощью аппаратной функции А (V), которая задает некоторое распределение интенсивности в спектре, если на вход спектрометра падает идеально монохроматическое излучение. Если же в спектрометр попадает излучение с некоторым распределением интенсивности по спектру ф(м), то наблюдаемая форма контура спектральной линии такого излучения будет определяться интегралом (сверткой) вида. Глава 3. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯМолекулярные системы можно идентифицировать характеристическими энергетическими состояниями, состоящими из дискретных электронных, колебательных и вращательных уровней. При комнатной температуре большинство молекул определяемого вещества находится в основном электронном и колебательном состоянии. Взаимодействие с электромагнитным излучением определенного вида приводит к возникновению характеристических электронных, колебательных и вращательных переходов. Молекулярные спектры испускания или поглощения можно получить для веществ в твердом, жидком и газообразном состоянии. Они отражают все указанные выше взаимодействия и являются источниками аналитической информации об объекте исследования. 3.1. Молекулярная абсорбционная спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой области. Основы метода.Методы анализа, основанные на измерении поглощения излучения молекулярной средой в видимой и УФ-областях, традиционно называют спектрофотометрическими. Единой теоретической базой всех разновидностей спектрофотометрии является закон Бугера-Ламберта-Бера. Закон Бугера – Ламберта - Бера строго справедлив лишь по отношению к разбавленным растворам и при соблюдении определенных условий. Применительно к аналитическим целям условия таковы: постоянство состава поглощающих частиц в растворе, что определяется выбранной аналитической реакцией и условиями ее проведения; монохроматичность проходящего через пробу лучистого потока, его ограниченная интенсивность и параллельность, что обеспечивается в основном конструкционными параметрами фотометрического прибора, в частности способом монохроматизации излучения; постоянство температуры. Если поглощение раствора не подчиняется закону Бугера – Ламберта - Бера, то это приводит к появлению систематических погрешностей при определении концентрации вещества в растворе с использованием прямолинейного градировочного графика.И все же подчинение поглощения раствора аналитической формы закону Бугера – Ламберта - Бера в общем случае остается основным принципиальным условием осуществимости фотометрического анализа. Причинами несоблюдения закона Бугера - Ламберта - Бера могут быть химические и инструментальные факторы. Химические причины - это участие поглощающего вещества в реакциях, конкурирующих с аналитической. Фотометрические реакцииВ фотометрическом анализе содержание вещества определяется по свето- поглощению его окрашенного раствора. В зависимости от типа химической реакции, применяемой для образования свет поглощающего соединения определяемого элемента, фотометрические методы подразделяют на прямые и косвенные. В прямых методах определяемый ион М с помощью реагента R переводят в окрашенное соединение MR, а затем измеряют свет поглощение раствора этого соединения. При косвенных определениях используют вспомогательные окрашенные соединения M1R/, которые при взаимодействии с определяемым ионом либо разрушаются сами, либо образуют новые свет поглощающие соединения. Для этих целей применяют следующие приемы. 3.2. Аппаратура в спектрофотомерии.Регистрация аналитических сигналов в фотометрическом анализе осуществляется измерением свет поглощения раствора аналитической формы. Общий принцип измерения состоит в поочередном сравнении интенсивностей световых потоков, проходящих через раствор сравнения и фотометрируемый раствор. Поглощение анализируемого раствора измеряют относительно поглощения раствора сравнения (последнее принимают за оптический нуль). По способу монохроматизации лучистого потока: приборы с призменным или решеточным монохроматором, обеспечивающими высокую степень монохроматиации рабочего излучения, называют спектрофотометрами; приборы, в которых монохроматизация достигается с помощью светофильтров, называют фотоэлектроколориметрами. 3.3. Методы анализа.В спектрофотомерии можно выделить методы анализа одного компонента и методы анализа многокомпонентных смесей.
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! |