Методы измерения концентрации оптической спектроскопии

Измеряя оптическую плотность раствора, содержащего вещество с известным спектром поглощения, т. е. известной зависимостью коэффициента экстинкции е от длины волны X, нетрудно определить его концентрацию в растворе. Для этого достаточно измерить оптическую плотность при одной длине волны [обычно для этого проводят измерение при длине волны, соответствующей максимуму на кривой е( 1)1 в кювете известной толщины. Соотношение (10.6) сразу же дает неизвестную нам величину концентрации С. В связи с этим спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой области является важным методом определения концентраций веществ (количественного анализа). [c.153]

Приведенные выше расчеты основаны на измерениях относительных концентраций промежуточного продукта — атомарного кислорода. Измерение расхода [Оз] также позволяет получить абсолютные значения констант скоростей, хотя в этом случае математические выражения сложнее. Однако в действительности большинство современных исследований в области химической кинетики основано на прямом детектировании промежуточных соединений. Для этих целей особенно хороши импульсные методы, поскольку пиковые концентрации промежуточных соединений существенно выше, чем равновесные в случае непрерывного излучения. Широкий набор экспериментальных методов используется для исследования промежуточных частиц, включая различные разновидности оптической спектроскопии, метод электронного парамагнитного резонанса и метод масс-спектрометрии. Само по себе использование этих методов является весьма важным вопросом, и мы будем упоминать некоторые методики по ходу изложения, а более подробно остановимся на этом в разд. 7.4. [c.25]

В методе атомно-абсорбционной спектроскопии измерения концентрации будут оптимальными, а флуктуации сигнала и ошибки — минимальными, если оптические плотности изменяются в пределах О от 0,2 до 0,8. Это справедливо только при учете влияний химических, ионизационных и других помех. [c.113]

Современные способы генерации импульсного электронного излучения позволяют создавать за импульс длительностью 10" —10" сек. токи порядка десятых долей ампера. Произведем небольшой расчет-5 Допустим, что ток в импульсе продолжительностью 10" сек. и при энергии электронов 2 Мдв равен 0,2 а. При условии полного поглощения электронов в растворе объемом 2 мл это соответствует дозе за импульс, равной примерно 10 эв л. Пусть выход какого-либо продукта радиолиза, например, гидратированного электрона, составляет 2,5. Тогда мгновенная концентрация этого продукта в растворе после подачи лишь одного импульса будет равна —4-10 М. Такие концентрации (конечно, при условии, что коэффициент экстинкции данного продукта достаточно высок) сравнительно легко измеряются, например, современными методами оптической спектроскопии. Очевидно, при этом необходимо использовать весьма быстрые методы анализа, поскольку радикальные продукты радиолиза воды очень реакционноспособны. Идентификацию продуктов здесь можно производить, фотографируя их спектры с помощью синхронизированной флеш-абсорбционной спектроскопии, а кинетику реакций с их участием — путем быстрых спектрофотометрических измерений в той области спектра, где поглощает данный продукт. [c.7]

Поэтому наряду с усовершенствованием старых и созданием новых термодинамических методов измерения величины адсорбции, равновесного давления или концентрации и калориметрических методов измерения теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем необходимо привлекать методы, позволяющие исследовать явление адсорбции на молекулярном уровне. Сюда относятся прежде всего методы оптической и радиочастотной спектроскопии. Изотопный обмен и масс-спектроскопия необходимы для получения сведений о числе и природе поверхностных соединений. Существенно получить по возможности разностороннюю информацию и [c.11]

Количественный анализ методом ИК-спектроскопии выполняется прямым или косвенным сравнением оптической плотности неизвестного вещества при данной длине волны (часто в максимуме интенсивной полосы поглощения) с оптической плотностью того же вещества известной стандартной концентрации. Для расчетов наиболее полезным параметром является оптическая плотность в максимуме, так как она легко измеряется и прямо связана с концентрацией. Необходимо избегать измерений оптической плотности на краях полос, так как даже очень маленькие ошибки в воспроизводимости длин волн приводят к большим изменениям поглощения. Для анализа можно использовать любую полосу (сильную или слабую) при условии, что концентрация раствора и толщина кюветы выбраны таким образом, что оптическая плотность попадает в оптимальный интервал. Целесообразно выбирать полосы, минимально перекрывающиеся с другими полосами в спектре. [c.236]

Прямое использование методов ИК-спектроскопии в исследованиях по химической кинетике возможно при условии, что реакция является достаточно медленной и время отклика спектрофотометра не ограничивает точность измерений. Существует несколько методов изучения зависимости концентрации от времени. Простейший из них состоит в том, что реакция в небольшой аликвотной пробе реакционной смеси останавливается или разбавлением, или введением дезактивирующего катализатора, или понижением температуры, а образцы сканируются в подходящих условиях. В другом методе проводится реакция непосредственно в кювете ИК-спектрофотометра при многократной записи спектра (или его части). Если интерес представляет только одна составная часть реакционной смеси, то спектрофотометр устанавливается на фиксированную частоту полосы поглощения и оптическая плотность наблюдается как функция времени примером такого рода является исследование термического разложения оксида этилена [99]. Во многих случаях, когда нельзя использовать растворитель, удовлетворительные результаты можно получить, работая с толстыми образцами в области обертонов. Конечно, при этом должна тщательно контролироваться температура образца. [c.283]

Для определения концентрации газа или пара, прошедшего в замкнутую камеру через полимерную мембрану, применяют оптические методы, химический анализ, измерение теплопроводности, специфические методы (например, измерение радиоактивности), хроматографию и масс-спектроскопию. [c.238]

Исследования поглощения видимого и ультрафиолетового света уже давно используются для получения информации о равновесии в растворе. Однако, так как оптическая плотность раствора зависит от специфического фактора интенсивности (коэффициента экстинкции), а также от концентрации каждой поглощающей формы, интерпретация измерений часто усложняется, если присутствует несколько комплексов. Метод непрерывных изменений (метод Жоба) и другие ненадежные методы, которые все еще часто применяются для вычисления констант устойчивости из спектрофотометрических данных, критически разобраны в разд. 2, Б гл. 3. Настоящая глава рассматривает главным образом более точные методы обработки измерений поглощения в видимой и ультрафиолетовой частях спектра. В этой главе также рассматривается использование позднее разработанных областей спектроскопии и близко с ними связанных поляриметрических и магнитооптических методов для изучения равновесия в растворе. [c.324]

Исключительно важная проблема — обнаружение загрязнителей атмосферы и определение их концентрации. До недавних пор ИК-техника с этой целью почти не применялась. Содержание поллютантов, как правило, столь мало, что недоступно измерениям традиционными методами ИК-спектроскопии их поглощение явно недостаточно, если используются обычные ИК-кюветы, кроме того, поглощение атмосферной воды настолько велико, что практически забивает спектр поллютанта. Эти ограничения могут быть сняты применением фурье-спектроскопии. Агентство по защите окружающей среды США поставило задачу повысить чувствительность инфракрасного метода во-первых, поисками оптимальных кювет с большой длиной оптического пути, используемых вместе с фурье-спектрометрами во-вторых, искать способы минимизации помех из-за поглощения атмосферного водяного пара и, в-третьих, совершенствовать технику обогащения проб [37]. Для определения предельных обнаружимых концентраций поллютантов обратимся к известному соотношению (закон Бугера — Ламберта — Бера) ln o(v)//(v)=/i (v)Zp, где /o(v)—падающее излучение /(V)—излучение, прошедшее сквозь изучаемый слой газа с коэффициентом поглощения к( ) на частоте V при длине трассы I и парциальном давлении поглощающего газа р. Допустим, что надежно обнаружимым будет газ, дающий в спектре полосу поглощения с пиком, равным 10 % поглощения. Тогда 1п /о//=0,1. При известном коэффициенте поглощения и доступной длине трассы можно определить величину парциального давления поглощающего газа. Например, коэффициент / (v) в полосе поглощения 1050 см озона равен 10 атм 1 см- . Для того чтобы получить поглощение в 10% при использовании обычной лабораторной кюветы длиной 10 см, нужно иметь парциальное давление озона в ней 10 атм. Обычно давление озона-поллютанта составляет 10- атм, так что нужно повысить чувствительность системы обнаружения на 5 порядков. Для других поллютантов эта цифра может оказаться еще большей. [c.198]

В качестве примера рассмотрим два случая применения метода кругового дихроизма. Первый касается восстановления карбонильной группы стероида до гидроксила (схема а ). Обычно в таких случаях применяется метод инфракрасной спектроскопии, но провести необходимый анализ реакционных смесей очень трудно, так как применяемые при этом растворители обычно не подходят. Измерения же кругового дихроизма можно проводить прямо на реакционной смеси, причем если это необходимо, то сразу после добавления растворителя [1]. Таким образом, можно избежать экстракции, и, кроме того, для кругового дихроизма область линейности между оптической плотностью и концентрацией намного больше, чем в случае инфракрасной спектрофотометрии. [c.251]

В тех случаях, когда одна из форм преобладает в растворе, его поглощение не зависит от pH. (Для разбавленных растворов, которые исследуются в УФ-спектроскопии, pH раствора можно принять равным pH растворителя). Оптическая плотность зависит от pH растворителя только в сравнительно узкой области, где концентрации обеих форм сравнимы между собой. Тот предел изменений pH, где можно заметить изменение поглощения, определяется возможностями спектрального прибора. Спектрофотометр типа СФ-4А дает возможность определять оптическую плотность, а соответственно и коэффициенты экстинкции, с точностью, не превышающей 1 %. Следовательно, отношение коэффициентов экстинкции в уравнении (6.9) можно измерять в пределах от 100, когда е — ьн = 100 (бд —до 0,01, когда е — 63 += 0,01 (e — е), а логарифм этого отношения меняется в пределах от 2 до —2. Таким образом, для измерения рКа спектрофотометрическим методом pH раствора следует изменять в пределах [c.184]

Если в смеси есть компонент, концентрация которого остается постоянной, то можно пользоваться при анализе отношением оптических плотностей пар по.- ос вместо обычных калибровочных кривых. При высокой точности анализа, достигаемой исключительно тщательной работой с эталонами и образцами, прецизионным определением толщины слоев, применением разност ой нли дифференциальной методики спектроскопии и других специальных приемов, ошибка определений может быть порядка 0,1%. Как в любых аналитических методах, результаты измерений должны [c.250]

Детекторы. Методы измерения концентрации должны быть достаточно чувствительными (если, например, скорости би- или тримо-лекулярных реакций достаточно низки за счет сильного разбавления смеси) и достаточно скоростными. Наиболее распространенными методами являются масс-спектроскопические методы, ЭПР-методы и самые разнообразные методы оптической спектроскопии и газовой хроматографии. [c.93]

Рассмотрим теперь кратко методы, применяемые для измерения силы кислот и оснований, особенно в водном растворе. Большинство обычных методов состоит в непосредственном определении концентрации кислоты А или основания В в растворе с известной суммарной концентрацией обеих частиц, Лучший способ измерения концентраций, который не приводит к смещению равновесия в системе, основан на использовании оптических свойств вещества, таких, как способность поглощать электромагнитное излучение (в видимой и ультрафиолетовой областях) или способность рассеивать свет (спектроскопия комбинационного рассеяния). В случае кислот или оснований умеренной силы спектр чистых А или В можно получить экспериментально, добавляя избыток протонов или гидроксил-ионов в раствор. Если кислота достаточно сильная (ТОЮ" ), реакция А + Н20ч=г В + Нз0+ будет очень быстро протекать в направлении слева направо. Поэтому, чтобы получить люстаточно большое отношение [А]/[В], может оказаться необходимым использовать концентрированные растворы. Применение концентрированных растворов ниосит [c.39]

Методы лазерного испаренпя и атомизацип относятся к двухступенчатым, так как они требуют лазерной атомизации вещества и дополнительного возбуждения образовавшихся атомов. Из-за разрушения исследуемого образца лазерную атомизацию используют главным образом для одновременного многоэлементного анализа. Этим определяется достоинство метода применительно к оптической эмиссионной спектроскопии, поскольку за одно-единственное измерение удается перекрыть большой диапазон концентрации. Такие возможности необходимо иметь ири анализе твердых образцов неизвестного состава. [c.130]

Для исследования механизма термораспада МОС успешно применяются кинетические методы анализа. Они основан]. на измерении скорости термораспада ДЮС по убыли исходного соединения или по накоплению продуктов распада [233J. Убыль исходного вещества и нарастание концентрации продуктов распада могут быть зарегистрированы как весовыми, химическими методами анализа, так и физическими методами (оптическая спектроскопия, ЭПР, электропроводность и т. д.). Кинетический метод позволяет определить порядок реакции по исходному МОС и по каждому из продуктов распада, рассчитать энергии активации процесса и определить предэкспоненциалышй множитель в константе скорости. [c.146]

Для обоснованного отнесения частот в ионных растворах с водородными связями необходимо сопоставлять между собой спектры при различных концентрациях растворенного вещества, т. е. нужно достаточно точно воспроизводить от опыта к опыту эффективные толщины поглощения образцов, что при снятии ИК-спектров агрессивных растворов не всегда возможно. Это явилось одной из причин того, почему в работах Аккермана [9] и Цунделя [10] с сотрудниками не было обращено внимания на характерные колебательные полосы сольватированных протона и иона гидроксила в водных растворах, а их спектры интерпретировались только как широкие полосы непрерывного поглощения с наложением на них отдельных полос молекул воды. Используя обычный метод ИК-спектроскопии пропускания, Цундель [10, И] для воспроизведения толщины поглощающего слоя был вынужден задавать сравнительно большие ее величины (порядка 10— 15 мкм). При таких толщинах спектры получались чрезмерно интенсивными, и, поскольку измерения производились в шкале процентов пропускания, а пе в шкале оптических плотностей, пропорциональных концентрациям поглощающих частиц, естественно, индивидуальные полосы гидратированных протона и иона гидроксила скрадывались широкой и интенсивной полосой непрерывного поглощения. [c.182]

Прямой анализ смесей серусодержащих анионов можно провести методом ультрафиолетовой спектроскопии [50]. Водные растворы сульфидов, тиосульфатов, сульфитов и сульфатов обладают максимумами светоиоглощения при 230, 220, 230 и 210 нм соответственно. Измеряя оптическую плотность растворов в максимумах (для сульфита измерение проводят при 240 нм, чтобы устранить мешающее влияние сульфида) и решая систему соответствующих уравнений, можно рассчитать концентрацию каждого компонента. Чувствительность определения сульфида этим методом составляет 35 нг в 50 мл раствора. [c.570]

ИК-спектроскопия растворов смол в четыреххлористом углероде. По полосе поглощения в области 3620 см относящейся к валентным колебаниям свободной гидроксильной группы, определяли содержание гидроксильных групп методом базисной лини1и [1]. В качестве модельного соединения применяли дифенилсвый эфир глицерина. По результатам измерений 12 концентраций (0,001—0,012 г/мл) была получена зависимость оптической плотности от содержания гидроксильных групп, которая тшела вид прямой (рис. 1), описываемой линейным уравнением [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология