Спектроскопия оптического поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях

Спектральный анализ (эмиссионный) — физический метод качественного и количественного анализа состава вещества на основе изучения спектров. Оптический С. а. характеризуется относительной простотой выполнения, экспрессностью, отсутствием сложной подготовки проб к анализу, незначительным количеством вещества (10—30 мг), необходимого для анализа на большое число элементов. Спектры эмиссии получают переведением вещества в парообразное состояние и возбуждением атомов элементов нагреванием вещества до 1000—10 000°С. В качестве источников возбуждения спектров прп анализе материалов, проводящих ток, применяют искру, дугу переменного тока. Пробу помещают в кратер одного из угольных электродов. Для анализа растворов широко используют пламя различных газов. Качественный н полуколичественныйС. а. сводятся к установлению наличия или отсутствия в спектре характерных линий и оценки по их интенсивностям содержания искомых элементов. Количественное определение содержания элемента основано на Эмпирической зависимости (при малых содержаниях) интенсивности спектральных линий от концентрации элемента в пробе. С. а.— чувствительный метод и широко применяется в химии, астрофизике, металлургии, машиностроении, геологической разведке и др- МетодС. а. был предложен в 1859 г. Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном. С его помощью гелий был открыт на Солнце ранее, чем на Земле. Спектроскопия инфракрасная — см. Ифракрасная спектроскопия. Спектрофотометрия (абсорбционная)—физико-химический метод исследования растворов и твердых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—iOO нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в С.,— зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. С. широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы С.—спектрофотометры. [c.125]

СПЕКТРОСКОПИЯ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ В УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ И ВИДИМОЙ ОБЛАСТЯХ [c.11]

Оптическая спектроскопия. В основе оптических спектроскопические методов лежит измерение степени поглощения света веществом в зависимости от частоты света или длины волны. В оптической спектроскопии изучают поглощение света в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Наибольшее значение имеют инфракрасные спектры в области частот 5000—200 см и так называемые электронные спектры, охватывающие ультрафиолетовую и видимую части спектра в области длин волн 220—800 ммк. [c.131]

Метод абсорбционной спектроскопии (спектрофотометрии) относится к оптическим методам анализа и основан на взаимодействии вещества с излучениями ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) областей электромагнитного спектра, а именно на избирательном поглощении электромагнитного излучения однородными нерассеивающими системами. [c.5]

Таким образом, спектроскопия оптического поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях является удобным методом количественного определения фуллеренов в растворах. [c.12]

В основе всех спектроскопических методов лежит измерение зависимости интенсивности поглощения, испускания или рассеяния света веществом от частоты света (или длины волны). В оптической спектроскопии используются спектры поглощения в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой областях в, интервале длин волн от 10 1 до 10 см , а также спектры комбинационного рассеяния света и спектры люминесценции (менее важный и общий метод спектров люминесценции здесь не рассматривается). На рис. 70 приведена классификация спектров в зависимости от длины волны (или частоты). Разделение оптического спектра на эти участки связано с возможностями приборов, а также с природой поглощения света в разных областях. Для химиков-органиков наибольшее [c.607]

Очень важное значение для изучения химических свойств элементов, исследования структуры внешних электронных слоев атомов имеют излучения, отражаюш,ие изменения энергии валентных электронов. Им соответствуют длины волн в основном видимого (500 нм) и ультрафиолетового диапазона (100 нм). Спектральные исследования в этой области длин волн электромагнитного излучения получили название оптической электронной спектроскопии. Оптические спектры атомов могут быть получены, когда возбужденные тем или иным методом (электронного удара, поглощения кванта света, в результате столкновения при нагревании с другим атомом и т. п.) внешние (валентные) электроны атомов переходят из состояний с большей энергией в состояния с меньшей энергией. При этом излучается квант света, частота которого (см. 3.3) определяется соотношением —Е1=к и характеризует линию спектра. [c.67]

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]

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]

В ряде случаев, используя ИК-спектроскопию, можно проводить количественный анализ смеси, который сводится к измерению оптической плотности (или процента пропускания) для каждой из выбранных длин волн. Наряду с ИК-спектроскопией для анализа иногда используют метод свето-поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях. [c.135]

Оптическая и ультрафиолетовая спектроскопия. Поглощение веществом света в видимой или ультрафиолетовой области связано с наличием свободных электронных уровней, энергия перехода электронов на которые лежит в интервале 2—6 эВ. Этой области соответствуют d— -переходы, а также переходы с переносом заряда между металлом и лигандом в комплексах переходных металлов. Поэтому регистрация электронных спектров — эффективный метод исследования растворов металлокомплексов. Исследование порошкообразных образцов катализаторов возможно либо посредством их суспендирования в жидкостях, либо путем определения интенсивности диффузно отраженного с ета. [c.212]

Разнообразны и методы анализа по оптическим спектрам поглощения. К ним относится упомянутая выше спектрофотомет-рия. Среди них есть и такие, которые позволяют устанавливать не только элементный, но и молекулярный состав примесей. Абсорбционная спектроскопия основана на поглощении в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, вызываемом особенностями строения молекул. Возможно определение нескольких веществ в их смеси, если только полосы поглощения не накладываются одна на другую. Большое будущее прочат фотоэлектронной спектроскопии, выявляющей, между прочим, и характер химических связей в образцах ничтожной массы. [c.211]

Поглощение излучения растворами, содержащими макромолекулы или низкомолекулярные растворенные вещества, можно исследовать в трех участках электромагнитного спектра, соответствующих различным типам поглощения излучаемой энергии системой. В области видимого и ультрафиолетового (УФ) света излучение вызывает возбуждение электронов. Органические молекулы поглощают видимый свет лишь в том случае, если они содержат большие резонирующие системы, а макромолекулы этого типа в растворе не изучались. Однако в некоторых случаях сильное поглощение видимого света обусловлено образованием комплексов ионов переходных металлов с макромолекулами, как, например, при исследовании гемоглобина и других белков, содержащих железо-порфириновый комплекс, связанный с макромолекулой [488]. Узко специфические проблемы, касающиеся спектроскопии таких материалов, рассматриваться не будут, и наше обсуждение будет ограничено применением УФ-спектроскопии, которая находит широкое применение при исследовании макромолекул. Спектральное поглощение в инфракрасной (ПК) области возникает в результате переходов между вращательными и колебательными уровнями. Как УФ-, так и ИК-спектроско-пия являются мощными средствами анализа полимеров. В качестве примера можно привести использование УФ-спектров для анализа сополимеров стирола или винилпиридина с неароматическими сомономерами, а также применение ИК-снектроскопии для исследования 1,А-цис-, 1,А-транс- или 1,2-присоединения в полибутадиене. Такой анализ основан на предположении, что вклады, вносимые мономерными остатками в измеряемую оптическую плотность, аддитивны. Для большого числа случаев это предполон<ение, но-видимому, является очень хорошим приближением. Однако следует заметить, что такие спектроскопические исследования в целом не зависят от растворимости образца и поэтому выходят за рамки нашего обсуждения, предметом которого УФ- и ИК-спектры являются лишь постольку, поскольку они специфически характеризуют растворенные молекулы. Совершенно иным является положение для поглощения в радиочастотной области, вызванного квантованными переходами в ориентации магнитных моментов некоторых атомных ядер во внешнем магнитном ноле. Разрешение, достигаемое нри исс. те-довании методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР), значительно выше для жидких образцов, чем для твердых. Следовательно, изучение спектров ЯМР растворов макромолекул необходимо для выяснения таких данных о полимере, которые нельзя получить для твердых образцов. [c.172]

Можно, например, помещая реакционную смесь в термостат, следить за ходом реакции по выделению или, наоборот, поглощению газа, наблюдая изменение давления во времени. В других случаях можно также регистрировать изменение во времени показателя преломления, электрической проводимости или вращения плоскости поляризации света (если продукты оптически активны). Если соединения, образующиеся в ходе реакции, поглощают некоторые излучения, то пользуются спектроскопией в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях. В этом случае интенсивность поглощения зависит от концентрации соединений. [c.124]

Оптическая спектроскопия дает возможность исследовать зависимость интенсивности поглощения света (или его рассеивания) от длины волны. Используются инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет (длины волн от 10 до 10 см). Спектроскопия в каждой области спектра имеет свои особенности, но прежде всего необходимо остановиться на некоторых общих вопросах. [c.54]

Полная сводка видов электромагнитных колебаний, различающихся по длине волны и, следовательно, по характерным для них величинам переносимой энергии, представлена в табл. И.1—1. Границы между отдельными областями несколько условны как видим, они определяются либо различием в способах получения, либо в способах детектирования. Но по существу непрерывный спектр электромагнитных колебаний делится на отдельные области вследствие различий в процессах, обусловливающих их генерацию или поглощение, и эти различия выражаются соответствующими значениями энергий. Характеристическая температура, указанная для некоторых участков спектра, представляет собой ту температуру, при которой средняя тепловая энергия атомов в одноатомном газе (ЙТ) примерно равна данному кванту энергии (Нх). Область атомно-молекулярного излучения, состоящая из инфракрасного, видимого и ультрафиолетового участков спектра, называют оптической областью в широком смысле слова. Это объединение основано не только на общности их происхождения, но и на сходстве используемой при работе с ними аппаратуры, состоящей из различных зеркал, линз для фокусировки и призм и решеток для спектроскопии. [c.187]

Во многих своих применениях ЯМР используется как спектроскопический метод (подобно абсорбционной спектроскопии в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях, рассмотренной в гл. 7 и 8). В спектроскопии ЯМР регистрируется энергия, поглощаемая при переходах ядер с одного уровня магнитной энергии на другой. При этом определяется зависимость энергии либо от внешнего магнитного поля, либо от частоты электромагнитного излучения. Эта зависимость поглощения от силы поля или от его частоты и представляет собой спектр ЯМР. Такие спектры оказываются весьма информативными, поскольку ядрам данного вида, входящим в состав молекулы (например, ядрам атомов водорода в различных положениях), обычно отвечают разные линии в спектре ЯМР. Полосы поглощения близких по своей природе хромофоров, лежащие в оптическом диапазоне, чаще всего сильно перекрываются напротив, в спектрах ЯМР благодаря их очень высокой чувствительности к локальному окружению сигналы от различных ядер водорода часто оказываются хорошо разрешенными. Поэтому спектры ЯМР служат своего рода отпечатками пальцев малых молекул с их помощью удается выявить даже незначительные различия в структуре таких молекул. [c.128]

Широко используются в химии различные формы взаимодействия вещества с электромагнитным излучением рассеяние света при нефелометрии, определение показателя преломления, оптического вращения. Особенно часто для характеристики соединений используются спектры поглощения в различных областях электромагнитных колебаний. Поглощение в области видимого или ультрафиолетового спектра характеризует электронные свойства молекул. Р1нфракрасные спектры отражают колебания ядер. Наконец, дифракция рентгеновских лучей открывает возможность устанавливать геометрию молекул, чему служат также электронография и нейтронография. Дополнительную информацию о строении молекул может дать резонансная 7-спектроскопия (эффект Мессбауэра). [c.22]

Абсорбционная спектроскопия. Многие вещества по- Ч)(рот( Л1етр глощают свет в видимой области спектра или, что (. чио, и 1. (. рять бывзет чаще, в ультрафиолетовой. Спектрофото-по и> 1л ти снег метр — это прибор для измерения поглощения света различных длин волн. Представьте себе, что реакция происходит в оптической кювете спектрофотометра, тогда изменение спектра поглощения может служить для наблюдения за ходом реакции А- - С (рис. 14.5). [c.326]