Dalam artikel ini kami akan mempertimbangkan secara terperinci kaedah analisis yang berdasarkan perubahan keadaan tenaga atom individu. Ini adalah kaedah analisis optik. Mari kita berikan penerangan tentang setiap daripada mereka, serlahkan ciri tersendiri.
Definisi
Kaedah analisis optik - satu set kaedah berdasarkan perubahan keadaan tenaga atom individu. Nama kedua mereka ialah spektroskopi atom.
Kaedah analisis optik akan berbeza dalam kaedah mendapatkan dan merakam isyarat selanjutnya (diperlukan untuk analisis). Singkatan OMA juga digunakan untuk menamakan mereka. Kaedah analisis optik digunakan untuk mengkaji aliran tenaga valens, elektron luar. Biasa kepada semua kepelbagaian mereka ialah keperluan untuk penguraian awal kepada atom (pengatoman) bahan yang dianalisis.
Jenis kaedah
Kita sudah tahu apa sebenarnya kaedah analisis optik. Pertimbangkan sekarang kepelbagaian kaedah ini:
- Refraktometrikanalisis.
- Analisis polarimetrik.
- Satu set kaedah penyerapan optik.
Kami akan menganalisis setiap kedudukan klasifikasi kaedah optik analisis ini secara berasingan secara berasingan.
pelbagai refraktometri
Di manakah indeks biasan boleh digunakan? Kaedah analisis spektrum optik jenis ini digunakan secara meluas dalam kajian produk makanan - lemak, tomato, pelbagai jus, jem, jem.
Analisis biasan adalah berdasarkan pengukuran indeks biasan (nama lain ialah biasan), yang boleh digunakan untuk menilai dengan pasti sifat bahan tertentu, ketulenan dan peratusannya dalam larutan jisim.
Pembiasan pancaran cahaya akan sentiasa berlaku pada sempadan dua media berbeza, dengan syarat ia mempunyai ketumpatan yang berbeza. Nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan akan menjadi indeks biasan relatif bahan kedua kepada yang pertama. Nilai ini dianggap tetap.
Apakah bergantung pada indeks biasan? Pertama sekali, dari sifat jirim. Panjang gelombang cahaya dan suhu juga penting di sini.
Jika sudut cahaya jatuh pada 90 darjah, kedudukan ini akan dianggap sebagai sudut pengehadan biasan. Nilainya hanya bergantung pada penunjuk media yang dilalui cahaya. Apa yang ia berikan? Jika indeks biasan medium pertama terbuka kepada penyelidik, maka selepas mengukur sudut pengehadan biasan kedua, dia boleh menentukan indeks biasan medium yang sudah menarik minatnya.
pelbagai polarimetrik
Kami terus menganalisis asas kaedah analisis optik. Polarimetrik adalah berdasarkan sifat jenis bahan tertentu untuk menukar vektor ayunan cahaya.
Bahan yang mempunyai sifat luar biasa ini, apabila rasuk terkutub melaluinya, dipanggil aktif secara optik. Contohnya, ciri struktur molekul keseluruhan jisim gula menentukan manifestasi aktiviti optik dalam pelbagai larutan.
Rasuk terkutub disalurkan melalui lapisan larutan bahan aktif optik sedemikian. Arah ayunan akan diubah - satah polarisasi akibatnya akan diputar oleh sudut tertentu. Ia akan dipanggil sudut putaran satah polarisasi. Kedudukan ini bergantung pada bilangan faktor berikut:
- Putaran satah polarisasi.
- Ketebalan dan kepekatan lapisan ujian larutan.
- Panjang gelombang pancaran terpolarisasi.
- Suhu.
Ketumpatan optik bahan dalam kes ini akan dicirikan oleh putaran tertentu. Apakah nilai ini? Ia difahami sebagai sudut yang melaluinya satah polarisasi berputar apabila rasuk terkutub melalui larutan. Nilai bersyarat berikut diterima:
- 1 ml larutan.
- 1 g bahan terlarut dalam isipadu larutan ini.
- Ketebalan lapisan larutan (atau panjang tiub polarisasi) ialah 1 dm.
Penyerapan optikpelbagai
Kami terus membiasakan diri dengan kaedah optik analisis dalam kimia analitik. Kategori seterusnya dalam klasifikasi ialah penyerapan optik.
Ini termasuk kaedah analisis yang berdasarkan penyerapan sinaran elektromagnet oleh bahan yang dianalisis. Ia dianggap hari ini yang paling biasa dalam penyelidikan, makmal saintifik, pensijilan.
Apabila cahaya diserap, molekul dan atom bahan penyerap akan memasuki keadaan baharu yang teruja. Sudah, bergantung kepada kepelbagaian bahan tersebut, serta keupayaan untuk mengubah tenaga yang diserap oleh mereka, satu set keseluruhan kaedah optik penyerapan dibezakan. Kami akan membentangkannya dengan lebih terperinci dalam subtajuk seterusnya.
Pengkelasan kaedah penyerapan optik
Kami membawa kepada perhatian anda klasifikasi kaedah analisis optik ini dalam kimia. Ia diwakili oleh empat jawatan:
- Penyerapan atom. Apa yang disertakan di sini? Ini adalah analisis berdasarkan penyerapan tenaga cahaya oleh atom bahan yang dikaji.
- Molekul penyerap. Kaedah ini berdasarkan penyerapan cahaya oleh ion kompleks dan molekul bahan yang dikaji dan dianalisis. Banyak perhatian diberikan di sini kepada zon inframerah, kelihatan dan ultraungu spektrum. Oleh itu, ini adalah fotokolorimetri, spektrofotometri, spektroskopi IR. Apa yang penting untuk diketengahkan di sini? Spektrofotometri dan fotokolorimetri adalah berdasarkan interaksi sinaran dengan beberapa sistem homogen. Oleh itu, dalamDalam kimia analitik, ia sering digabungkan menjadi satu kumpulan - kaedah fotometri.
- Nephelometry. Jenis analisis ini adalah berdasarkan penyerapan dan penyerakan selanjutnya tenaga cahaya oleh zarah terampai bahan yang sedang dikaji.
- Analisis fluorometrik (atau bercahaya). Kaedah ini berdasarkan pengukuran sinaran yang muncul apabila tenaga dibebaskan oleh molekul teruja bahan yang sedang dikaji oleh penyelidik. Diwakili oleh pendarfluor dan pendarfluor. Kami akan menganalisisnya secara berasingan.
Luminescence
Luminescence secara umum dalam dunia saintifik dipanggil cahaya atom, molekul, ion dan zarah dan sebatian jirim lain yang lebih kompleks. Ia muncul sebagai hasil daripada peralihan elektron kepada keadaan normal daripada keadaan teruja.
Oleh itu, untuk sesuatu bahan mula bercahaya, sejumlah tenaga mesti dibekalkan kepadanya dari luar. Zarah-zarah bahan yang dikaji akan menyerap tenaga, melalui keadaan teruja, di mana ia akan kekal untuk tempoh masa tertentu. Kemudian kembali ke keadaan rehat sebelumnya, sambil memberikan bahagian tenaganya sendiri dalam bentuk kuanta luminescence.
Fosforesensi dan pendarfluor
Bergantung pada jenis keadaan teruja, serta masa tinggal bahan di dalamnya, terdapat dua jenis pendarfluor - pendarfluor dan pendarfluor. Setiap daripada mereka menonjol dengan ciri tersendiri:
- Pendarfluor. Sejenis pencerahan diri bagi bahan tertentu, yangakan berterusan hanya apabila disinari. Apabila penyelidik mengalih keluar sumber pengujaan, cahaya akan berhenti sama ada serta-merta atau selepas 0.001 saat.
- Fosforescence. Sejenis pencerahan diri bagi bahan tertentu yang akan berterusan walaupun cahaya yang mengujakannya dimatikan.
Ia adalah fosforesensi yang digunakan untuk mengkaji produk makanan. Kaedah penyelidikan luminescent membantu mengesan bahan dalam sampel yang dikaji pada kepekatannya 10-11g/g. Kaedah ini akan menjadi baik untuk menentukan jenis vitamin tertentu, kehadiran protein dan lemak dalam produk tenusu, mengkaji kesegaran produk daging dan ikan, mendiagnosis kerosakan pada buah-buahan, sayur-sayuran, dan beri. Selain itu, penyelidikan luminescent digunakan untuk mengesan kemasukan ubat, pengawet, racun perosak dan pelbagai bahan karsinogenik dalam produk.
Keseluruhan kumpulan penyerapan selalunya digabungkan ke dalam kategori spektrokimia (atau spektroskopi) dalam klasifikasi kaedah optik analisis dalam kimia analisis. Walaupun pada hakikatnya kaedah-kaedah itu berbeza, semuanya mempunyai satu persamaan: ia berdasarkan undang-undang penyerapan cahaya yang sama. Tetapi pada masa yang sama, terdapat perbezaan yang ketara dalam jenis zarah penyerap, reka bentuk perkakasan kajian dan sebagainya.
Pelbagai fotometrik
Nama set kaedah analisis penyerapan molekul spektrum. Mereka berdasarkan penyerapan terpilihsinaran elektromagnet dalam kawasan boleh dilihat, ultraungu, inframerah oleh molekul komponen yang dikaji. Kepekatannya ditentukan oleh pakar mengikut undang-undang Bouguer-Lambert-Beer.
Analisis fotometrik termasuk fotometri, spektrofotometri dan fotokolorimetri.
Photoelectrocolorimetric variety
Kaedah fotoelektrokolorimetrik lebih objektif jika dibandingkan dengan kolorimetri visual. Sehubungan itu, ia memberikan hasil kajian yang lebih tepat. Pelbagai FEC digunakan di sini - colorimeter fotoelektrik.
Fluks bercahaya apabila melalui cecair berwarna diserap sebahagiannya. Selebihnya jatuh pada fotosel, di mana arus elektrik timbul, yang mendaftarkan ammeter. Semakin kuat kepekatan larutan, semakin besar ketumpatan optiknya. Semakin tinggi tahap penyerapan cahaya dan semakin kecil kekuatan arus foto yang terhasil.
Kami meneliti keseluruhan klasifikasi kaedah analisis optik yang digunakan hari ini dalam kimia analitik: refraktometrik, polarimetrik, penyerapan optik. Mereka disatukan oleh keperluan untuk pengabusan awal bahan. Tetapi pada masa yang sama, setiap kaedah dibezakan oleh ciri tersendiri - jenis penerimaan dan pendaftaran isyarat untuk analisis.
