спектральный аналлиз. Изучение химического состава вещества. Спектральные методы. Введение Изучение химического состава вещества

• Название: Введение Изучение химического состава вещества
• Анкор: спектральный аналлиз
• Дата: 29.11.2020
• Размер: 154.42 Kb.
• Имя файла: Изучение химического состава вещества. Спектральные методы. Спек.docx
• Тип: Реферат; #154927
• страница: 4 из 6

Длина волны и частота колебаний связаны между собой соотношением

ν=с/λ (4)

где c-скорость света.

Если скорость света выражена в см/с, а длина волны- в см, то ν=3*10¹⁰/ λ , где ν выражена в Гц. Например, для зеленого света λ= 500 нм = 5*10^-5 см, частота ν= 3*10¹⁰/5* 10^-5=6*10¹⁴ Гц. Величину, обратную длине волны, называют волновым числом ν^/ и выражают обычно в оборотных сантиметрах (см^-1) Например, для зеленого света ν^/= 1/ 5*10^-5= 2*10⁴ см^-1 .

Энергия электоромагнитного излучения определяется соотношением

E=hν (5)

где h- постоянная Планка, равная 6,62*10^-34Дж*с. Чтобы получить энергию 1 моль , необходимо это значение умножить на число Авогадро: E=6,62*10^-34*6,02*10²³ ν=3,99*10^-10 ν,

где Е выражено в Дж/моль[2.1].

     Для получения спектра эмиссии частицам анализируемого вещества необходимо придать дополнительную энергию. С этой целью пробу вводят в источник света, где она нагревается и испаряется, а попавшие в газовую фазу молекулы диссоциируют на атомы, которые при столкновении с электронами переходят в возбужденное состояние. В таком состоянии атомы могут находиться очень недолго (10^-7 – 10^-8 с). Самопроизвольно возвращаясь в нормальное или промежуточное состояние, они испускают избыточную энергию в виде квантов света. Затем возникающее суммарное излучение, которое поступает в регистрирующее устройство спектрального прибора, разлагают в спектр, в котором находят линии определяемого элемента, регистрируют их положение или интенсивность, осуществляя тем самым качественные или количественные измерения. Область длин волн 150-800 нм.
    
       
Рис. 2.Схема эмиссионного спектрального анализа:

1 — источник света; 2 — осветительный конденсор; 3 — кювета для анализируемой пробы; 4 — спектральный аппарат; 5 — регистрация спектра; 6 — определение длины волны спектральных линий или полос; 7 — качественный анализ пробы с помощью таблиц и атласов; 8 — определение интенсивности линий или полос; 9 — количественный анализ пробы по градуировочному графику.
Испарение и возбуждение осуществляют в источниках света , в которые вводится анализируемая проба. В качестве источников света используют высокотемпературное пламя или различные типы электрического разряда в газах: дугу, искру и др. Для получения электрического разряда с нужными характеристиками служат  генераторы. Высокая температура (тысячи и десятки тысяч градусов) в источниках света приводит к распаду молекул большинства веществ на атомы. Поэтому эмиссионные методы служат, как правило, для атомного анализа и только очень редко для молекулярного. Излучение источника света складывается из излучения атомов всех элементов, присутствующих в пробе. Для анализа необходимо выделить излучение каждого элемента. Это осуществляют с помощью оптических приборов – спектральных аппаратов, в которых световые лучи с разными длинами волн отделяются в пространстве друг от друга. Излучение источника света, разложенное по длинам волн, называется спектром. Спектральные аппараты устроены таким образом, что световые колебания каждой длины волны, попадающие в прибор, образуют одну линию. Сколько различных волн присутствовало в излучении источника света, столько линий получается в спектральном аппарате[3]. Атомные спектры элементов состоят из отдельных линий, так как в излучении атомов имеются только некоторые определенные волны . В излучении раскаленных твердых или жидких тел присутствует свет любой длины волны. Отдельные линии в спектральном аппарате сливаются друг с другом. Такое излучение имеет сплошной спектр. В отличие от линейчатого спектра атомов, молекулярные спектры испускания веществ, которые не распались при высокой температуре, являются полосатыми. Каждая полоса образована большим числом близко расположенных линий. Свет, разложенный в спектральном аппарате в спектр, можно рассматривать визуально или зарегистрировать с помощью фотографии или фотоэлектрических приборов. Конструкция спектрального аппарата зависит от метода регистрации спектра. Для визуального наблюдения спектров служат спектроскопы –  стилоскопы  и  стилометры. Фотографирование спектров осуществляют с помощью  спектрографов. Спектральные аппараты – монохроматоры – позволяют выделять свет одной длины волны, после чего он может быть зарегистрирован с помощью фотоэлемента или другого электрического приемника света.