Në këtë artikull do të shqyrtojmë në detaje ato metoda analitike që bazohen në ndryshimin e gjendjes energjetike të atomeve individuale. Këto janë metoda optike të analizës. Le të bëjmë një përshkrim të secilit prej tyre, të nxjerrim në pah veçoritë dalluese.
Përkufizim
Metodat optike të analizës - një grup metodash të bazuara në ndryshimin e gjendjes energjetike të atomeve individuale. Emri i tyre i dytë është spektroskopia atomike.
Metodat optike të analizës do të ndryshojnë në metodën e marrjes dhe regjistrimit të mëtejshëm të sinjalit (kërkohet për analizë). Shkurtesa OMA përdoret gjithashtu për t'i përcaktuar ato. Metodat optike të analizës përdoren për të studiuar rrjedhat e energjisë së valencës, elektroneve të jashtme. E zakonshme për të gjithë diversitetin e tyre është nevoja për zbërthim paraprak në atome (atomizimi) i substancës së analizuar.
Llojet e metodës
Ne tashmë e dimë se çfarë është saktësisht një metodë optike e analizës. Konsideroni tani shumëllojshmërinë e këtyre metodave:
- Refraktometrikanalizë.
- Analiza polarimetrike.
- Një grup metodash të përthithjes optike.
Ne do të analizojmë secilën nga pozicionet e këtij klasifikimi të metodave optike të analizës më tej veçmas.
Shumëllojshmëri refraktometrike
Ku zbatohet indeksi i thyerjes? Kjo lloj metode analize optiko-spektrale përdoret gjerësisht në studimin e produkteve ushqimore - yndyrë, domate, lëngje të ndryshme, reçel, reçel.
Analiza refraktive bazohet në matjen e indeksit të thyerjes (një emër tjetër është përthyerja), i cili mund të përdoret për të gjykuar në mënyrë të besueshme natyrën e një substance të caktuar, pastërtinë e saj dhe përqindjen në tretësirat masive.
Përthyerja e një rreze drite do të ndodhë gjithmonë në kufirin e dy mediave të ndryshme, me kusht që ato të kenë densitet të ndryshëm. Raporti i sinusit të këndit të rënies me sinusin e këndit të thyerjes do të jetë indeksi relativ i thyerjes së substancës së dytë me të parën. Kjo vlerë konsiderohet konstante.
Nga çfarë varet indeksi i përthyerjes? Para së gjithash, nga natyra e materies. Këtu kanë rëndësi edhe gjatësia e valës së dritës dhe temperatura.
Nëse këndi i dritës bie në 90 gradë, ky pozicion do të konsiderohet këndi kufizues i thyerjes. Vlera e saj do të varet vetëm nga treguesit e atyre mediave nëpër të cilat kalon drita. Çfarë jep? Nëse indeksi i thyerjes së mediumit të parë është i hapur për studiuesin, atëherë pas matjes së këndit kufizues të përthyerjes së të dytit, ai mund të përcaktojë indeksin e thyerjes së mediumit tashmë me interes për të.
Varietet polarimetrike
Ne vazhdojmë të analizojmë bazat e metodave optike të analizës. Polarimetrika bazohet në vetinë e disa llojeve të substancave për të ndryshuar vektorin e lëkundjeve të dritës.
Substancat që kanë këtë veti të jashtëzakonshme, kur një rreze e polarizuar kalon nëpër to, quhen optikisht aktive. Për shembull, veçoritë strukturore të molekulave të të gjithë masës së sheqernave përcaktojnë manifestimin e aktivitetit optik në tretësira të ndryshme.
Një rreze e polarizuar kalon nëpër një shtresë të një tretësire të një substance të tillë optikisht aktive. Drejtimi i lëkundjes do të ndryshohet - rrafshi i polarizimit si rezultat i kësaj do të rrotullohet me një kënd të caktuar. Do të quhet këndi i rrotullimit të planit të polarizimit. Ky pozicion varet nga numri i faktorëve të mëposhtëm:
- Rrotullimi i planit të polarizimit.
- Trashësia dhe përqendrimi i shtresës testuese të tretësirës.
- Gjatesia valore e rrezes me te polarizuar.
- Temperatura.
Dendësia optike e një substance në këtë rast do të karakterizohet nga rrotullimi specifik. Cila është kjo vlerë? Kuptohet si këndi përmes të cilit rrotullohet rrafshi i polarizimit kur një rreze e polarizuar kalon nëpër tretësirë. Vlerat e mëposhtme të kushtëzuara pranohen:
tretësirë
Absorbimi optikshumëllojshmëri
Ne vazhdojmë të njihemi me metodat optike të analizës në kiminë analitike. Kategoria tjetër në klasifikim është thithja optike.
Kjo përfshin ato metoda të analizës që bazohen në thithjen e rrezatimit elektromagnetik nga substancat e analizuara. Ato konsiderohen sot si më të zakonshmet në laboratorët kërkimorë, shkencorë, certifikues.
Kur drita absorbohet, molekulat dhe atomet e substancave absorbuese do të kalojnë në një gjendje të re të ngacmuar. Tashmë, në varësi të shumëllojshmërisë së substancave të tilla, si dhe aftësisë për të transformuar energjinë e përthithur prej tyre, dallohet një grup i tërë metodash optike thithëse. Më hollësisht do t'i paraqesim në nëntitullin tjetër.
Klasifikimi i metodave të përthithjes optike
Sjellim në vëmendjen tuaj klasifikimin e këtyre metodave të analizës optike në kimi. Ai përfaqësohet nga katër pozicione:
- Përthithja atomike. Çfarë përfshihet këtu? Kjo është një analizë e bazuar në përthithjen e energjisë së dritës nga atomet e substancave në studim.
- Molekulare absorbuese. Kjo metodë bazohet në thithjen e dritës nga jonet komplekse dhe molekulat e substancës së studiuar, të analizuar. Shumë vëmendje i kushtohet këtu zonave infra të kuqe, të dukshme dhe ultravjollcë të spektrit. Prandaj, këto janë fotokolorimetria, spektrofotometria, spektroskopia IR. Çfarë është e rëndësishme të theksohet këtu? Spektrofotometria dhe fotokolorimetria bazohen në ndërveprimin e rrezatimit me një numër sistemesh homogjene. Prandaj, nëNë kiminë analitike, ato shpesh kombinohen në një grup - metodat fotometrike.
- Nefelometria. Ky lloj analize bazohet në thithjen dhe shpërndarjen e mëtejshme të energjisë së dritës nga grimcat e pezulluara të substancës në studim.
- Analizë fluorometrike (ose lumineshente). Metoda bazohet në matjen e rrezatimit që shfaqet kur energjia lirohet nga molekulat e ngacmuara të substancës që studiohet nga studiuesi. Përfaqësohet nga fluoreshenca dhe fosforeshenca. Ne do t'i analizojmë ato veçmas.
Ndriçim
Ndriçimi në përgjithësi në botën shkencore quhet shkëlqimi i atomeve, molekulave, joneve dhe grimcave dhe përbërjeve të tjera më komplekse të materies. Shfaqet si rezultat i kalimit të elektroneve në gjendje normale nga gjendja e ngacmuar.
Kështu, në mënyrë që një substancë të fillojë të shkëlqejë, një sasi e caktuar energjie duhet t'i jepet asaj nga jashtë. Grimcat e substancës në studim do të thithin energji, duke kaluar në një gjendje të ngacmuar, në të cilën do të qëndrojnë për një periudhë të caktuar kohe. Pastaj kthehu në gjendjen e mëparshme të pushimit, duke dhënë një pjesë të energjisë së saj në formën e kuanteve të luminescencës.
Fosforeshencë dhe fluoreshencë
Në varësi të llojit të gjendjes së ngacmuar, si dhe kohës së qëndrimit të substancës në të, ekzistojnë dy lloje të lumineshencës - fosforeshenca dhe fluoreshenca. Secila prej tyre shquhet për karakteristikat e saj dalluese:
- Fluoreshencë. Një lloj vetëndriçimi i një lënde të caktuar, e cilado të vazhdojë vetëm kur rrezatohet. Kur studiuesi heq burimin e ngacmimit, shkëlqimi do të ndalet ose menjëherë ose pas 0,001 sekondash.
- Fosforeshencë. Një lloj vetëndriçimi i një lënde të caktuar që do të vazhdojë edhe kur drita që e ngacmon atë të fiket.
Është fosforeshenca që përdoret për të studiuar produktet ushqimore. Metoda e kërkimit lumineshent ndihmon për të zbuluar një substancë në kampionin e studiuar në përqendrimin e saj prej 10-11g/g. Kjo metodë do të jetë e mirë për përcaktimin e disa llojeve të vitaminave, praninë e proteinave dhe yndyrave në produktet e qumështit, studimin e freskisë së mishit dhe produkteve të peshkut, diagnostikimin e dëmtimit të frutave, perimeve dhe manave. Gjithashtu, kërkimi lumineshent përdoret për të zbuluar përfshirjet medicinale, konservantët, pesticidet dhe substanca të ndryshme kancerogjene në produkte.
I gjithë grupi i përthithjes shpesh kombinohet në një kategori spektrokimike (ose spektroskopike) në klasifikimin e metodave optike të analizës në kiminë analitike. Përkundër faktit se metodat janë në thelb të ndryshme, të gjitha ato kanë një gjë të përbashkët: ato bazohen në të njëjtat ligje të thithjes së dritës. Por në të njëjtën kohë, ka dallime të konsiderueshme në llojin e grimcave thithëse, dizajnin e harduerit të studimit, e kështu me radhë.
Varietet fotografike
Emri i grupit të metodave të analizës spektrale të përthithjes molekulare. Ato bazohen në përthithjen selektiverrezatimi elektromagnetik në zonat e dukshme, ultravjollcë, infra të kuqe nga molekulat e komponentit në studim. Përqendrimi i tij përcaktohet nga një specialist sipas ligjit Bouguer-Lambert-Beer.
Analiza fotometrike përfshin fotometrinë, spektrofotometrinë dhe fotokolorimetrinë.
Shumëllojshmëri fotoelektrokolorimetrike
Metoda fotoelektrokolorimetrike është më objektive kur krahasohet me kolorimetrinë vizuale. Prandaj, jep rezultate më të sakta kërkimore. Këtu përdoren FEC të ndryshëm - kolorimetra fotoelektrikë.
Fluksi i ndritshëm kur kalon nëpër një lëng me ngjyrë absorbohet pjesërisht. Pjesa tjetër bie në fotocelë, ku lind një rrymë elektrike, e cila regjistron një ampermetër. Sa më intensiv të jetë përqendrimi i tretësirës, aq më i madh është densiteti optik i tij. Sa më e madhe të jetë shkalla e përthithjes së dritës dhe aq më e vogël është forca e fotorrymës që rezulton.
Ne ekzaminuam të gjithë klasifikimin e metodave të analizës optike të përdorura sot në kiminë analitike: refraktometrik, polarimetrik, përthithje optike. Ata janë të bashkuar nga nevoja për atomizimin paraprak të substancës. Por në të njëjtën kohë, secila prej metodave dallohet nga karakteristikat e saj dalluese - varietetet e marrjes dhe regjistrimit të një sinjali për analizë.
