Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10)




Скачать 308.38 Kb.
НазваниеАтомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10)
страница1/3
Дата публикации14.06.2013
Размер308.38 Kb.
ТипДокументы
www.lit-yaz.ru > Физика > Документы
  1   2   3

Абсорбционная спектроскопия(6)

Атом, ион или молекула поглощая квант света, переходит в более высокое энергетическое состояние. Вследствие поглощения излучения при прохождении его через слой вещества интенсивность излучения уменьшается и тем больше, чем выше концентрация светопоглощающего вещ-ва. З-н Бугера-Ламберта-Бера связывает уменьшение интенсивность света, прошедшего через слой свето поглощающего вещ-ва, с концентрацией ве-ва и толщиной слоя. Чтобы учесть потери света на отражение и рассеивание, сравнивают интенсивность света, прошедшего через исследуемый р-р и растворитель. Уменьшение интенсивности света, прошедшего через р-р, характеризуется коэффициентом пропускания: T=I/I0, где I и I0- соответственно интенсивности свтеа, прошедшего через р-р и р-ль. Взятый с обратным знаком логарифм Т называется оптической плотностью А: –lgT= – lg I/I0=lgI0/I=A. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через р-р подчиняется з-ну Бугера-Ламберта-Бера: I=I0∙10-εlC I/I0=10-εlC  –lgT=A=εlC, где ε-молярный коэф.светопоглощения, l-толщина светопоглощаемого слоя, С-концентрация р-ра.

^ Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10)

Атомно-абсорбционный спектральный анализ предложен Уолшем в 1955 году. При поглощении кванта света hν свободный атом А переходит в возбуждённое состояние А*: А+ hν =А*, где h – постоянная Планка, ν- частота, определяемая условием частот Бора, ν= (ЕА*А)/ h.

Если в эмиссионной спектроскопии концентрация вещества связывалась с интенсивностью излучения, которое было прямо пропорционально числу возбуждённых атомов, то в атомно- абсорбционной спектроскопии аналитический сигнал(уменьшение интенсивности излучения) связан с числом невозбуждённых атомов.

Атомно-абсорбционный спектральный анализ получил широкое распространение в практике вследствие многих своих достоинств. Важным достоинством атомно- абсорбионного метода является наличие менее жёстких требований, чем в эмиссионной спектроскопии, к условиям получения поглощающей плазмы, поскольку аналитический сигнал зависит от числа невозбуждённых атомов, которое сравнительно мало меняется при небольших колебаниях температуры. Существенно также, что число линий в спектре в условиях атомно-абсорбционного анализа невелико, поэтому наложения аналитических линий практически не происходит, хотя неселективное поглощение остаётся значительным. Предел обнаружения с помощью атомно- абсорбционного анализа для многих элементов характеризуется величиной порядка 10-5 или 10-6 %. Погрешность определения обычно составляет примерно 5% и в зависимости от различных условий изменяется в пределах от 3 до 10%. Метод также имеет ряд ограничений. Атомно – абсорбционным методом не определяютсяэлементы, резонансные линии которых лежат в далёком ультрафиолете(С,Р, галогены и др.). Необходимость растворения пробы также можно рассматривать как недостаток, поскольку эта операция удлиняет анализ.

^ Кондуктометрия(анализ по эл. проводимости), общая характеристика метода.(14,16)

1) Прямая кондуктометрия: Методы прямой кондуктометрии основаны на том, что в области разбавленных и умеренно концентрированных растворов электрическая проводимость растёт с увеличением концентрации электролита. В практической работе обычно используют заранее построенную градуировочную кривую зависимости электролитической проводимости раствора от концентрации тех или иных электролитов. В связи с относительно близкими значениями подвижностей ионов кондуктометрические измерения дают инфо, главным образом, лишь об общей концентрации ионов в растворе. Малая селективность кондуктометрического метода является одним из его существенных ограничений.

2) Кондуктометрическое титрование (для определения т.э. титрования): В методах кондуктометрического титрования измеряют электрическую проводимость раствора после добавления небольших порций титранта и находят т.э. графическим методом с помощью кривой в координатах Хи – V(титранта).

3) В методе Хронокондуктометрического титрования титрант подаётся в анализируемый раствор непрерывно или небольшими одинаковыми дозами через строго определённые промежутки времени. Одновременно на диаграммной ленте самописца производится соответственно непрерывная или точечная запись кондуктометрической кривой в координатах показание прибора – время. Показания прибора пропорциональны эл. Проводимости. Концентрация вещества в этом методе рассчитывается по времени, затраченному на титрование. Так как скорость подачи рабочего раствора постоянна и точно известна, время титрования прямо пропорционально объёму реактива, израсходованному на титрование. Идея хронокондуктометрического титрования используется в конструкции различных автотитраторов, выпускаемых промышленностью.

Общая характеристика: Кондуктометрические методы характеризуются высокой экспрессностью, простотой и доступностью и доступностью измерительных приборов, удобством работы идостаточной точностью. Ценной особенностью кондуктометрических методов является возможность проведения автоматического и дистанционного анализа. Прямые кондуктометрические измерения имеют погрешность 1…2%, при соблюдении специальных условий она снижается до 0,2%. Погрешность кондуктометрического титрования без термостатирования растворов обычно оцениваются величиной примерно в +/- (2+3)%. Особое значение вообще для кондуктометрических измерений имеет температура в связи с довольно большим температурным коэффициентом эл. Проводимости: изменение температуры на 1 градус вызывает изменение электрической проводимости на 2…3%. Термостатирование растворов существенно увеличивает точность метода. Основным достоинством метода высококачественного титрования является возможность анализа любых агрессивных сред, так как электроды с анализиркемым раствором не соприкасаются. Электроды можно поместить, например, с наружной стороны трубопровода, по которому протекает жидкость, и получать таким образом инфо о составе раствора в любой момент времени. Методом высококачественного титрования с успехом могут быть проанализированы различного рода мутные растворы, взвеси, эмульсии, окрашенные растворы и т. д.

^ Кулонометрия при постоянном контролируемом потенциале и при постоянной контролируемой силе тока. (21)

Потенциостатические или кулонометрические методы при постоянном контролируемом потенциале широко применяются в прямой кулонометрии. Принципиальная схема установки для потенциостатической кулонометрии приведена.

c:\documents and settings\администратор\рабочий стол\12.bmp

Напряжение с аккумуляторной батареи L через делитель напряжения 2 подается на рабочий электрод 4 кулонометрической ячейке 5. Потенциал электрода определяется милливольтметром или потенциометром, сила тока-амперметром. Количество израсходованного электричества измеряется кулонометром. В современных установках в качестве источника стабилизированного напряжения обычно используют специальные электронные приборы-потенциосты, поддерживающие заданный потенциал с точностью примерно -+ 10 мВ в интервале от -2,5 до 2,5 В. Потенциал рабочего электрода устанавливают с помощью поляризационной кривой (I-V кривой) в области, где достигается предельный ток. Рабочим электродом кулонометрической ячейки обычно служит платиновая пластинка или ртуть, хотя иногда используют также золотые, серебряные или графитовые электроды. Вспомогательный электрод изготовляется из тех же материалов. Электродные пространства рабочего и вспомогательного электродов разделены. Контакт между ними осуществяется через порнстую перегородку. В качестве электрода сравнения 3. Обычно выбирают каломельный или хлорсеребряный. Количество электричества, израсходованное на протекание электрохимической реакции, может быть измерено с помощью интеграторов тока или кулонометров, а также определено расчетным методом. Принцип действия кулонометров основан на том, что через последовательно включенный прибор в цепи протекает такой же ток, какой проходит через анализируемый раствор, и, следователньно, за некоторый промежуток времени через анализируемый раствор и через прибор пройдет одно и тоже количество электричества. В последовательно включенном кулонометре со 100%-ным выходом протекает хорошо известная электрохимическая реакция, и измерение количества электричества сводится, таким образом, к определению количества вещества, полученного в результате этого процесса. В зависимости от способа измерения объема или массы вещества различают газовые, электрогравиметрические, титрационные и другие кулонометры. В газовых кулонометрах определяется объем газа, выделившегося в результате электрохимического процесса. В электрогравиметрических кулонометрах определяется массу металлической меди, выделившейся при электролизе сульфата меди, в серебряных – массу серебра, полученного при электролизе нитрата серебра. Операцию взвешивания катода с выделившейся медью или серебром иногда заменяют анодным растворением металла с этих электродов при постоянной силе тока. Зная длительность процесса и силу тока по формуле , рассчитывают массу выделившегося металла или сразу количество электричества. Полученную систему не совсем удачно называют кулонометрическим кулонометром. Этот метод значительно экономит время, не ухудшая точности. При прямом кулонометрическом определении, например, олово (5) или железа (3) в ячейке происходит восстановление станума (4) до станума (2) или железа (3) до железа (2). По мере уменьшения концентрации восстанавливающегося иона сила тока в цепи падает. Эта зависимость приближенно выражается уравнением:

При постоянной контролируемой силе тока:

В методе кулонометрического титрования используют установки с постоянной силой тока. Так как титрант генерируется в количестве, точно эквивалентом содержанию анализируемого вещества, то по количеству электричества, израсходованного на генерацию титранта, можно рассчитать содержание определяемого вещества. Блок схема установки для кулонометрического титрования приведена на рис 4. Пульт переключатель 4 питается током стабилизированного напряжения от аккумуляторной батареи 1 через сопротивление 2 и амперметр 3. Постоянство силы тока в генераторной цепи 7 контролируется потенциометром 6 по падению напряжения на стандартном сопротивлении. Пуск секундомера 5 и включение генераторной цепи 7 производится через пульт одновременно (8 и 8`-генератоные электроды). Конец реакции фиксируется с помощью индикаторных электродов 9 и измерительного потенциометра 10. Титрант генерируется в результате электролиза на электроде 8 (рабочий генераторный электрод). Вторым электродом схемы генерации является так называемый вспомогательный электрод 8*. Его обычно изолируют от раствора анализируемого вещества, помещая в трубку с дном из пористого стекла, так как продукт реакции на вспомогательном электроде нередко мешает кулонометрическому определению. Индикаторными электродами могут быть два платиновых электрода, если для индикации применяются амперометрический метод, или платиновый и каломельный, если используется потенциометрическая индикация, и т д.


^ Общая характеристика физико-химических методов(1)

Физико-химическими называют методы количественного анализа, основанные на измерении физико-химических и физических свойств данного вещества. Их вместе с физическими методами анализа называют инструментальными, т.к. они требуют применения приборов и измерительных устройств.В основе физико-химических методов количественного анализа лежит химическая реакция или физико-химический процесс. Характерная особенность физических методов заключается в том, что в них измеряют физические параметры без предварительного проведения химической реакции. Все аналитические методы имеют много общего: состав вещества, его строение и количество определяется по его свойствам. Свойства вещества фиксируются при помощи приборов.Основной задачей прибора является перевод химической информации в форму, удобную для наблюдения оператором, что осуществляется при помощи преобразователя. Здесь электрический сигнал усиливается и передаётся на считывающее устройство. Выбор наилучшего метода анализа диктуется многими соображениями и представляет трудную задачу. Критериями для оценки и выбора методов анализа служат их метрологические характеристики:

1)воспроизводимость 2)предел обнаружения (чувствительность) 3)верхняя и нижняя границы определяемых содержаний.

Революция в инструментальных методах произошла в 30-е годы ХХ века. Это связано с бурным развитием электроники в то время.

^ Основные приёмы, используемые в абсорбционной спектроскопии. (12)

Основной закон светопоглощения(закон Бугера- Ламберта- Бера) – Атом, ион, молекула, поглощая квант света, переходит в более высокое энергетическое состояние. Обычно это бывает переход с основного, невозбуждённого уровня на один из более высоких, чаще всего на первый возбуждённый уровень. Вследствии поглощения излучения при прохождении его через слой вещества интенсивность излучения уменьшается и тем больше, чем выше концентрация светопоглощающего вещества. Закон Б-Л-Б связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя. Чтобы учесть потери света на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивность света, прошедшего через исследуемый раствор и растворитель. При одинаковой толщине слоя в кюветах из одинакового материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих пучков и уменьшение интенсивности света будет зависеть от концентрации вещества. Уменьшение интенсивности света, прошедшего через раствор, характеризуется коэффициентом пропускания (или просто пропусканием) Т: Т= I/I0 , где И и Ио – соотв. Интенсивности света прошедшего через раствор и растворитель. Взятый с обратным знаком логарифм Т называется оптической плотностью А: –lgT= – lg I/I0=lgI0/I=A. Уменьшение интенсивности света при прохождении его через р-р подчиняется з-ну Бугера-Ламберта-Бера: I=I0∙10-εlC I/I0=10-εlC  –lgT=A=εlC, где ε-молярный коэф.светопоглощения, l-толщина светопоглощаемого слоя, С-концентрация р-ра.

1)Качественный анализ: наибольший интерес с точки зрения качественного анализа представляют колебательные (вернее колебательно – вращательные) спектры. Они весьма характерны, и в иностранной литературе их нередко называют finderprint, т. е. отпечатки пальцев, имея в виду неповторимость инфракрасного спектра соединения. Экспериментальные исследования колебательно- вращательных спектров показали, что полосы при некоторых частотах можно привести в соответствии с колебаниями определённых групп атомов или отдельных атомов в молекуле. Такие частоты назвали характеристичеким. Различные молекулы, содержащие одну и ту же связь или одну и ту же атомную группировку, будут давать в ИК-спектре полосы поглощения в области одной и той же характеристической частоты. Это и является основой качественного анализа по ИК спектрам.

2)Количественный анализ: Методы колич. анализа основаны на законе Б-Л-Б. Уравнение показывает, что основными параметрами фотометрического определения являются длина волны, при которой производится измерение, оптическая плотность, толщина кюветы и концентрация окрашенного раствора. Существенное влияние оказывают различные химические факторы, связанные полнотой и условиями протекания фотометрической реакции, концентрацией окрашенных и других реактивов, их устойчивостью и т.д. В зависимости от свойств анализируемой системы и характеристик применяемого фотометрического прибора выбирают те или иные условия анализа.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconДолгова И. В., Яблучанский Н. И., Мартимьянова Л. А., Вахренева И....
Долгова И. В., Яблучанский Н. И., Мартимьянова Л. А., Вахренева И. Г. Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма у больных...

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconСтруктурная классификация заглавий
Структурно-грамматическая классификация заглавий Семантическая классификация заглавий

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) icon«Трёхзначные числа»
Способствовать развитию приёмов умственной деятельности: классификация, сравнение, анализ, обобщение

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconУрока : онз. Тема : Неопределенная форма глагола
Мыслительные операции, необходимые на этапе проектирования: наблюдение, анализ, синтез, классификация

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconКлассификация интуиции
В данной статье рассматривается классификация видов интуиции, их взаимосвязь и проявление в педагогической деятельности

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconЧисло «один» исоответствующая ему цифра
Цель урока: познакомить с числом и цифрой, Способствовать развитию приёмов умственной деятельности: классификация, сравнение, анализ,...

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconМдоу оболенский детский сад комбинированного вида
Развивающие: развивать слуховое и зрительное восприятие, зрительную память; стимулировать развитие мыслительных процессов детей (анализ,...

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) icon«Языкознание»
Уровни и единицы языка и речи. Речевая деятельность. Особенности вербальной коммуникации. Исторические изменения внутренней структуры...

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconУрок по теме: «Классификация цветковых растений»
Цель: Проверить уровень усвоения знаний по теме: «Классификация цветковых растений»

Атомно-абсорбционный спектральный анализ, особенности, классификация. (10) iconИсследование антропонимов, используемых в русских пословицах и поговорках....
От того, насколько вы серьезно и вдумчиво отнесетесь к выбору темы, во многом зависит ваш дальнейший успех: интересная тема (проблема)...



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.lit-yaz.ru
главная страница