Бул макалада биз айрым атомдордун энергетикалык абалын өзгөртүүгө негизделген аналитикалык ыкмаларды кеңири карап чыгабыз. Бул анализдин оптикалык ыкмалары. Келгиле, алардын ар бирине сыпаттама берели, айырмалоочу өзгөчөлүктөрүн белгилейли.
Аныктама
Талдоонун оптикалык ыкмалары - айрым атомдордун энергетикалык абалын өзгөртүүгө негизделген методдордун жыйындысы. Алардын экинчи аты атомдук спектроскопия.
Талдоонун оптикалык ыкмалары сигналды алуу жана андан ары жазуу ыкмасы боюнча айырмаланат (талдоо үчүн талап кылынат). Аларды белгилөө үчүн OMA аббревиатурасы да колдонулат. Анализдин оптикалык ыкмалары валенттүүлүктүн, тышкы электрондордун энергия агымдарын изилдөө үчүн колдонулат. Алардын ар түрдүүлүгү үчүн жалпы нерсе - анализделүүчү заттын атомдоруна алдын ала ажыроо (атомизация) муктаждыгы.
Усулдун түрлөрү
Биз оптикалык талдоо ыкмасы эмне экенин билебиз. Эми бул ыкмалардын ар түрдүүлүгүн карап көрүңүз:
- Рефрактометриялыканализ.
- Поляриметриялык анализ.
- Оптикалык абсорбция ыкмаларынын жыйындысы.
Биз анализдин оптикалык ыкмаларынын бул классификациясынын позицияларынын ар бирин мындан ары өзүнчө талдайбыз.
Рефрактометриялык сорт
Сынуу көрсөткүчү кайда колдонулат? Анализдин оптикалык-спектралдык ыкмасынын бул түрү тамак-аш азыктарын - май, помидор, түрдүү ширелер, кыям, кыямды изилдөөдө кеңири колдонулат.
Сынуу анализи белгилүү бир заттын табиятын, анын тазалыгын жана массалык эритмелердеги пайызын ишенимдүү баалоо үчүн колдонула турган сынуу көрсөткүчүн (башка аталышы - сынуу) өлчөөгө негизделген.
Жарык шооласынын сынуусу ар дайым эки башка чөйрөнүн чегинде болот, эгерде алардын тыгыздыгы ар башка болсо. Түсүү бурчунун синусу менен сынуу бурчунун синусуна катышы экинчи заттын биринчисине салыштырмалуу сынуу көрсөткүчү болот. Бул маани туруктуу деп эсептелет.
Сынуу көрсөткүчү эмнеден көз каранды? Биринчиден, заттын табиятынан. Бул жерде жарыктын толкун узундугу жана температура да маанилүү.
Эгер жарыктын бурчу 90 градуска түшсө, бул абал чектүү сынуу бурчу болуп эсептелет. Анын мааниси жарык өтүп жаткан медианын көрсөткүчтөрүнө гана жараша болот. Ал эмне берет? Эгерде биринчи чөйрөнүн сынуу көрсөткүчү изилдөөчү үчүн ачык болсо, анда экинчинин чектүү сынуу бурчун өлчөгөндөн кийин, ал аны буга чейин эле кызыктырган чөйрөнүн сынуу көрсөткүчүн аныктай алат.
Поляриметриялык сорт
Биз анализдин оптикалык ыкмаларынын негиздерин талдоону улантабыз. Поляриметрикалык жарык термелүү векторун өзгөртүү үчүн заттардын айрым түрлөрүнүн касиетине негизделген.
Бул кереметтүү касиетке ээ болгон заттар, алар аркылуу поляризацияланган нур өткөндө, оптикалык активдүү деп аталат. Мисалы, канттын бардык массасынын молекулаларынын структуралык өзгөчөлүктөрү ар кандай эритмелерде оптикалык активдүүлүктүн көрүнүшүн аныктайт.
Поляризацияланган нур ушундай оптикалык активдүү заттын эритмесинин катмарынан өткөрүлөт. Термелүү багыты өзгөрөт - мунун натыйжасында поляризация тегиздиги белгилүү бир бурчка айланат. Ал поляризация тегиздигинин айлануу бурчу деп аталат. Бул позиция төмөнкү факторлордун санына жараша болот:
- Поляризация тегиздигинин айлануусу.
- Эритменин сыноо катмарынын калыңдыгы жана концентрациясы.
- Эң поляризацияланган нурдун толкун узундугу.
- Температура.
Бул учурда заттын оптикалык тыгыздыгы белгилүү бир айлануу менен мүнөздөлөт. Бул кандай баалуулук? Ал эритме аркылуу поляризацияланган нур өткөндө поляризация тегиздигинин айлануу бурчу катары түшүнүлөт. Төмөнкү шарттуу маанилер кабыл алынат:
- 1 мл эритме.
- 1 г зат эритменин бул көлөмүндө эриген.
- Эритме катмарынын калыңдыгы (же поляризациялык түтүктүн узундугу) 1 дм.
Оптикалык жутуусорт
Аналитикалык химияда анализдин оптикалык ыкмалары менен таанышууну улантабыз. Классификациядагы кийинки категория оптикалык жутуу.
Буга анализ кылынган заттар тарабынан электромагниттик нурланууну жутууга негизделген анализдин ыкмалары кирет. Алар бүгүнкү күндө изилдөө, илимий, сертификаттоо лабораторияларында эң кеңири таралган лабораториялар болуп эсептелет.
Жарык сиңгенде, сиңирүүчү заттардын молекулалары жана атомдору дүүлүккөн жаңы абалга өтөт. Азыртадан эле, мындай заттардын ар түрдүүлүгүнө жараша, ошондой эле алар тарабынан сиңирүүчү энергияны өзгөртүү мүмкүнчүлүгүнө жараша, абсорбциялык оптикалык ыкмалардын бүтүндөй комплекси айырмаланат. Биз аларды кийинки бөлүмдө кененирээк көрсөтөбүз.
Оптикалык абсорбция ыкмаларынын классификациясы
Сиздердин назарыңыздарга химиядагы оптикалык анализдин бул ыкмаларынын классификациясын сунуштайбыз. Ал төрт позиция менен көрсөтүлөт:
- Атомдук абсорбция. Бул жерде эмне камтылган? Бул изилденүүчү заттардын атомдорунун жарык энергиясын сиңирүүсүнө негизделген анализ.
- Сирүү молекулярдык. Бул ыкма изилденген, анализденген заттын комплекстүү иондору жана молекулалары тарабынан жарыкты сиңирүүгө негизделген. Бул жерде спектрдин инфракызыл, көрүнүүчү жана ультрафиолет зоналарына көп көңүл бурулат. Демек, булар фотоколориметрия, спектрофотометрия, ИК-спектроскопия. Бул жерде эмнени баса белгилөө маанилүү? Спектрофотометрия жана фотоколориметрия нурлануунун бир катар бир тектүү системалар менен өз ара аракеттенүүсүнө негизделген. Ошондуктан, вАналитикалык химияда алар көбүнчө бир топко - фотометрикалык методдорго бириктирилет.
- Нефелометрия. Анализдин бул түрү изилденүүчү заттын асма бөлүкчөлөрүнүн жарык энергиясын сиңирүүсүнө жана андан ары чачырашына негизделген.
- Флюорометриялык (же люминесценттик) анализ. Метод изилдөөчү изилдеп жаткан заттын дүүлүккөн молекулалары тарабынан энергия бөлүнүп чыкканда пайда болгон нурланууну өлчөөгө негизделген. Флуоресценция жана фосфоресценция менен көрсөтүлөт. Аларды өзүнчө талдайбыз.
Люминесценция
Люминесценция илим дүйнөсүндө жалпысынан атомдордун, молекулалардын, иондордун жана башка татаал бөлүкчөлөрдүн жана заттын кошулмаларынын жаркырашы деп аталат. Ал электрондордун дүүлүккөн абалдан кадимки абалга өтүшүнүн натыйжасында пайда болот.
Ошентип, бир зат люминесценциялана башташы үчүн ага сырттан белгилүү өлчөмдөгү энергия берилиши керек. Изилденген заттын бөлүкчөлөрү дүүлүккөн абалга өтүп, энергияны өзүнө сиңирип алат, алар белгилүү бир убакытка чейин калат. Андан кийин мурунку эс алуу абалына кайтыңыз, ошол эле учурда өз энергиясынын үлүшүн люминесценция кванттары түрүндө бериңиз.
Фосфоресценция жана флуоресценция
Долкунданган абалдын түрүнө, ошондой эле андагы заттын болуу убактысына жараша люминесценциянын эки тиби бар - фосфоресценция жана флуоресценция. Алардын ар бири өзүнүн өзгөчөлүгү менен айырмаланат:
- Флуоресценция. Белгилүү бир заттын өзүн-өзү люминесценциясынын бир түрү, кайсынурланганда гана уланат. Изилдөөчү дүүлүктүрүүнүн булагын алып салганда, жаркыроо ошол замат же 0,001 секунддан кийин токтойт.
- Фосфоресценция. Белгилүү бир заттын өзүн-өзү люминесценциясынын бир түрү, ал аны дүүлүктүргөн жарык өчкөндө да улана берет.
Тамак-аш азыктарын изилдөө үчүн колдонулган фосфоресценция. Люминесценттик изилдөө ыкмасы изилденген үлгүдөгү затты анын 10-11г/г концентрациясында аныктоого жардам берет. Бул ыкма витаминдердин айрым түрлөрүн, сүт азыктарынын курамында белоктун жана майдын бар экендигин аныктоодо, эт жана балык азыктарынын жаңылыгын изилдөөдө, мөмө-жемиштердин, жашылчалардын жана мөмө-жемиштердин зыянын аныктоодо жакшы жардам берет. Ошондой эле, люминесценттик изилдөө азыктардагы дарылык кошулмаларды, консерванттарды, пестициддерди жана ар кандай канцерогендик заттарды аныктоо үчүн колдонулат.
Бүт абсорбция тобу көбүнчө аналитикалык химияда анализдин оптикалык ыкмаларын классификациялоодо спектрохимиялык (же спектроскопиялык) категорияга бириктирилет. Методдор табияты боюнча ар түрдүү болгонуна карабастан, алардын бардыгынын бир жалпылыгы бар: алар жарык жутуунун бирдей мыйзамдарына негизделген. Бирок ошол эле учурда сиңирүү бөлүкчөлөрүнүн түрүндө, изилдөөнүн аппараттык түзүлүшүндө жана башкаларда олуттуу айырмачылыктар бар.
Фотометрикалык сорт
Спектрдик молекулалык абсорбциялык анализдин методдорунун комплексинин аталышы. Алар тандалма сиңирүүгө негизделгенизилденип жаткан компоненттин молекулалары тарабынан көрүнүүчү, ультрафиолет, инфракызыл аймактарда электромагниттик нурлануу. Анын концентрациясын Бугер-Ламберт-Бир мыйзамына ылайык адис аныктайт.
Фотометриялык анализге фотометрия, спектрофотометрия жана фотоколориметрия кирет.
Фотоэлектроколориметриялык сорт
Фотоэлектроколориметриялык ыкма визуалдык колориметрияга салыштырмалуу объективдүүраак. Ошого жараша ал дагы так изилдөө жыйынтыктарын берет. Бул жерде ар кандай ФЭКтер колдонулат - фотоэлектрдик колориметрлер.
Түстүү суюктуктан өткөндө жарык агымы жарым-жартылай сиңет. Анын калган бөлүгү амперметрди каттаган электр тогу пайда болгон фотоэлементке түшөт. Эритменин концентрациясы канчалык интенсивдүү болсо, анын оптикалык тыгыздыгы ошончолук чоң болот. Жарыктын жутуу даражасы канчалык чоң болсо жана пайда болгон фототоктун күчү ошончолук кичине болот.
Биз бүгүнкү күндө аналитикалык химияда колдонулган оптикалык талдоо ыкмаларынын бүт классификациясын карап чыктык: рефрактометриялык, поляриметриялык, оптикалык абсорбция. Аларды затты алдын ала атомизациялоо зарылдыгы бириктирет. Бирок ошол эле учурда методдордун ар бири өзүнүн айырмалоочу мүнөздөмөлөрү менен айырмаланат - анализ үчүн сигналды кабыл алуу жана каттоо сорттору.
