Методы изучения оптических свойств веществ

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ [c.460]

Мы вкратце рассказали о некоторых способах создания сверхвысокого давления, но почти не остановились на методах изучения различных свойств веществ в этих условиях. В литературе, посвященной исследованиям при сверхвысоком давлении, описаны сотни аппаратов различных конструкций, в которых можно определять сжимаемость, вязкость, оптические, электрические и многие другие свойства сжатых газов, жидкостей и твердых тел. Читателям, интересующимся этими вопросами, следует обратиться к специальной литературе — в первую очередь, к книге Д. С. Циклиса Техника физико-химических ис- [c.44]

Оптическая активность, ее зависимость от длины волны света, сегодня стала одним из важнейших методов изучения структуры молекул. Угол поворота плоскости поляризации заметно меняется при малейших изменениях строения молекул, он очень чувствителен к этим изменениям. Поэтому физики, химики, биохимики, занимающиеся изучением белков и других биологических веществ, благодарны природе за создание этих веществ в асимметричной, оптически активной форме. Тем самым белки, углеводы и т. д. наделены специальным свойством, позволяющим изучать их строение. [c.217]

Методы изучения оптических свойств веществ [c.461]

Поведение белка при денатурации, а также в ходе протеолиза определяется устойчивостью глобулы. Изучение денатурации проводится с помощью оптических и калориметрических методов. Микрокалориметрия — метод исследования суммарных свойств вещества, в частности, температурного хода теплоемкости. [c.112]

До конца XIX в. основным методом изучения химических систем являлся препаративный метод, основанный на выделении из системы данного вещества различными способами (кристаллизация, перегонка и др.) и изучении его состава и различных свойств (оптических, магнитных, электрических, объемных и т. д.). Препаративный метод имеет большое значение для развития химии и широко применяется в настоящее время, особенно в органической химии. Однако этот ме- [c.336]

Физические методы анализа. Наличие того или иного химического элемента в образце можно обнаружить и не прибегая к химическим реакциям, основываясь непосредственно на изучении физических свойств исследуемого вещества. Например, летучие соединения некоторых химических элементов, внесенные в бесцветное пламя газовой горелки, окрашивают его в характерные цвета. Методы анализа, дающие возможность определять состав исследуемого вещества, не прибегая к использованию химических реакций, называют физическими методами анализа. К физическим методам анализа относятся также методы, основанные на изучении оптических, электрических, магнитных, тепловых и других физических свойств анализируемых веществ. [c.143]

Винная кислота еще много раз служила объектом изучения для ученых, занимавшихся вопросами оптической активности. На ее примере, в частности, Л. Пастер разработал еще два метода получения оптически активных веществ из рацематов. Один из этих методов — биохимический — основан на том, что микроорганизмы (например, бактерии плесени Реп1с111ит glau um) потребляют из рацемата только один антипод для своей жизнедеятельности второй антипод остается незатронутым и может быть выделен. Другой метод—химический — основан на превращении оптических антиподов в пару диастереомеров (см. ниже) при реакции с оптически активными реагентами. Диастереомеры в отличие от оптических антиподов различаются по физико-химическим свойствам, а поэтому могут быть отделены друг от друга. Весь процесс можно иллюстрировать схемой [c.265]

Здесь изложены методы, основанные на изучении магнитных свойств и электромагнитных взаимодействий ядер и электронов, оптической активности веществ, свойств электронных оболочек (распределение электронной плотности в молекулах). [c.3]

Именно для истолкования природы таких изомеров — зеркальных и геометрических — создал в 1874 г. Вант-Гофф представление о тетраэдрическом углеродном атоме. При этом единственным методом обнаружения зеркальных изомеров являлась оптическая активность. Так исследование оптически активных веществ стало одной из важнейших областей стереохимии. Вместе с исследованием геометрической (г ыс-/транс-) изомерии оно стало главным содержанием статической стереохимии, предмет которой — изучение связи пространственного строения веществ с их физическими свойствами. [c.85]

НЕЙТРОНОГРАФИЯ — метод изучения структуры молекул, кристаллов, жидкостей с помощью дифракции (рассеивания) нейтронов имеет много общего с рентгегюграфией. Дифракция нейтронов — типичное оптическое явление, аналогичное дифракции рентгеновских лучей, в котором ярко проявляются волновые свойства нейтрона. Для нейтронографических исследований требуются пучки тепловых нейтронов высокой интенсивности. Поэтому Н. начала развиваться лишь после строительства ядерных реакторов. Для исследования структуры вещества узкий направленный пучок тепловых нейтронов из реактора падает на монокристалл. Отражение нейтронных волн от кристаллической поверхности происходит в результате взаимодействия нейтронов с ядрами кристалла. Чтобы определить структуру кристалла, надо измерить углы, под которыми наблюдаются отражения первого порядка и интенсивность его. Н. имеет ряд преимуществ по сра-внлшю с рентгенографией благодаря зк1 чительному расширениво числа объектов исследования. [c.172]

Глубокий анализ теории строения молекул, а также путей и перспектив развития этой теории имеется в книге В. М. Татевского [131. Экспериментальные данные о сильных химических взаимодействиях есть во многих учебниках, монографиях и справочниках по химии. Экспериментальные исследования слабых химических взаимодействий широко развернулись лишь в последнее десятилетие. Это вызвано успехами оптических, рентгенографических, радиофизических, термодинамических, акустических и многих других методов изучения вещества. Информация о слабых химических взаимодействиях между молекулами пока еще неполна и порой противоречива. Основная трудность состоит в том, что ни один из экспериментальных методов не является универсальным, т. е. дающим во всех случаях надежное и исчерпывающее знание свойств слабых химических связей. Такие сведения могут быть получены, как правило, лишь с помощью нескольких независимых методов. [c.55]

Выводы, Которые были сделаны на основании изучения химических свойств фурановых веществ, находят известное подтверждение и при исследовании их с помощью физических методов. Последние, как известно, дают возможность получить важнейшие количественные характеристики молекул. В сочетании с данными чисто химического характера все это позволяет глубже познать строение органических соединений и тонкие особенности взаимного влияния атомов. Весьма ценный материал такого рода дают оптические методы, прежде всего спектроскопия и рефрактометрия. Фурановые соединения изучены в этом отношении еше недостаточно. Тем не менее, имеется ряд исследований, результаты которых позволяют сделать новые и важные выводы относительно некоторых структурных особенностей фурана и его производных. [c.24]

Природа интенсивных и экстенсивных свойств, используемых в аналитической практике, чрезвычайно разнообразна. В принципе, любое из этих свойств можно использовать для качественного или количественного анализа. Вот почему и аналитические методы чрезвычайно разнообразны по своему характеру, и это разнообразие непрерывно увеличивается с открытием и использованием новых свойств. Так, открытие искусственной радиоактивности, рентгеновских лучей, изучение оптических и магнитных свойств веществ обогатили аналитическую химию множеством новых аналитических принципов, основанных на этих свойствах. [c.11]

Позднее было выполнено много работ для выяснения особой структуры и специфических свойств мезофаз. Исследования касались главным образом обнаружения новых мезофазных веществ и изучения их оптических свойств. Надмолекулярная структура изучалась обычно с помощью поляризационного микроскопа [3]. Молекулярная структура этих фаз определялась по их надмолекулярной структуре и по поведению при смешении различных компонентов [5]. Очень мало работ опубликовано по структурным исследованиям с помощью методов рассеяния, например рассеяния рентгеновских лучей, электронов или света. Тем не менее основные структурные свойства жидкокристаллических модификаций низкомолекулярных систем в настоящее время уже известны. [c.16]

Импульсный радиолиз возник в радиационной химии, которая изучает химические и физико-химические превращения веществ под действием ионизирующего излучения. Его широко применяют для выяснения механизма радиолитических превращений, где с его помощью достигнуты крупные успехи установлено образование сольватированных электронов (ег) при радиолизе жидкостей, экспериментально обнаружено наличие шпор в облученных воде и этаноле, определены времена сольватации электронов в ряде жидкостей, идентифицированы другие первичные продукты радиолиза многих систем, исследована их реакционная способность и т. д. Кроме того, импульсный радиолиз часто используют для решения различных общехимических проблем. Этим методом получают и исследуют сольватированные электроны, неорганические и органические свободные радикалы, анион- и катион-радикалы, ионы металлов в необычных состояниях окисления, возбужденные молекулы и атомы, карбанионы и карбокатионы, ионные пары. Его применяют для изучения многих свойств указанных короткоживущих частиц реакционной способности, оптических спектров поглощения, коэффициентов диффузии, величин рК электролитической диссоциации и т. п. Нередко он находит применение для исследования особенностей химических и физико-химических процессов кинетики быстрых реакций, туннелирования электронов, переноса протонов, передачи энергии возбуждения, химической поляризации электронов и других. [c.123]

Ниже приведена краткая характеристика наиболее часто применяемых реактивов этой группы. Как отмечалось, эти реактивы мало избирательны. В связи с этим при соответствующих методиках анализа часто необходимо разделение элементов или применение маскирующих веществ. С другой стороны, неспецифичность реактивов позволяет легко заменять один реактив другим, имеющим лучшие оптические свойства. Судя по литературным данным, сравнительное изучение реактивов только начинает развиваться и, по-видимому, многие методы анализа могут быть значительно усовершенствованы. При этом нет необходимости изучать или изменять полностью весь ход анализа часто простая замена одного реактива другим значительно повышает чувствительность и надежность определения. [c.281]

Химические элементы можно обнаруживать, и не прибегая к химическим реакциям, основываясь непосредственно на изучении физических свойств исследуемого вещества. Например, летучие соединения некоторых химических элементов, внесенные в бесцветное пламя газовой горелки, окрашивают его при накаливании испытуемого вещества в пламени электрической искры или дуги пламя также окрашивается в характерные для каждого элемента цвета. При помощи специального прибора, спектроскопа, устанавливают присутствие данного элемента по появлению характерных линий или полос в спектре исследуемого вещества. Указанный метод анализа вещества относится к физическим ме-т >дам анализа. К ним относятся также методы, основанные на изучении оптических, электрических, магнитных, тепловых и других [c.64]

Методы анализа, при помощи которых можно определять состав исследуемого вещества, не прибегая к использованию химических реакций, называют физическими методами анализа. К физическим методам анализа относятся методы, основанные на изучении оптических, электрических, магнитных, тепловых и других физических свойств анализируемых веществ. [c.24]

Строение вещества. Этот раздел включает сведения о строении атомов и молекул и учение об агрегатных состояниях вещества. Данные о строении атомов и молекул и природе химической связи составляют теоретическую основу для изучения химических свойств молекул, их реакционной способности, механизма и кинетики химических реакций. В учении об агрегатном состоянии веществ рассматриваются взаимодействие молекул в газах, жидкостях и твердых телах, а также свойства веществ в различных агрегатных состояниях. В настоящее время в науке широко применяются различные физические и физико-химические методы исследования рентгеноструктурные, электронографические, радиоспектроскопические, оптические и др., которые позволили получить ценную информацию о строении жидкостей и твердых тел как в кристаллическом, так и аморфном состояниях. [c.6]

Оптические методы исследования коллоидных растворов дали в свое время возможность проверить гипотетический характер молекулярно-кинетических представлений о строении вещества, результатом чего явились неопровержимые доказательства существования молекул. Наконец, оптические исследования коллоидных растворов в частности изучение броуновского движения, дают возможность непосредственно демонстрировать статистический характер второго закона термодинамики. Оптические свойства широко используют в настоя -щее время для изучения коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений. [c.227]

Продолжается активное развитие ряда фугих направлений коллоидно-химической науки и смежных областей знания учения об аэрозолях (играющего важную роль в создании методов защиты окружающей среды от загрязнения) физикохимии электроповерхностных явлений, включая коллоидно-химические аспекты борьбы с коррозией термодинамики поверхностных явлений и фазовых равновесий в дисперсных системах, теории электрокинетргаеских и оптических свойсгв коллоидных дисперсий изучения коллоидных свойств дисперсий ВМС (включая методы получения полимерных покрытий, особенности латексной полимеризации) исследований специфических коллоидно-поверхностных эффектов в кристаллах особенностей смачивания и других поверхностных явлений в высокотемпературных системах. Энергично развивается физико-химическая механика природных дисперсных систем (глинистые минералы, уголь, торф и др.) конструкционных и строительных материалов (стали, сплавы, керамика, материалы на основе минеральных вяжущих веществ) контакта твердых поверхностей, трения, смазывающего действия. [c.14]

Современные методы спектрального анализа трудно применять к исследованию многокомпонентных систем, нефтей, нефтяных фракций, многокомпонентных полимеров. Исследования, проведенные в последние годы, позволяют выделить элекфонную феноменологическую спектроскопию (ЭФС) как перспективное направление в изучении совокупности свойств многокомпонентных органических веществ и оперативном контроле процессов химических и нефтехимических производств В отличие от обычного варианта электронной спектроскопии, в ЭФС вещество изучается как единое целое, без разделения его спектра на характеристические частоты или длины волн отдельных функциональных фупп или компонентов. ЭФС основана на установленны х нами закономерностях связи оптических характеристик поглощения (коэффициентов поглощения, коэффициентов отражения, цветовых характеристик и тд.) с физикохимическими свойствами системы. Разработанные на этих принципах исследовательские методы использованы в лабораторной и производственной практике. [c.224]

Химические и физические методы изучения Молекул. В создании правильных представлений о строении и свойствах молекул химические методы исследования играют главную роль. На основании элементарного анализа устанавливается эмпирическая формула вещества, а строение подтверждается в ходе исследования характерных для данного вещества химических реакций. Наряду с химическими методами исследования все большее значение приобретают физические методы. Их широкое использование обусловлено рядом преимуществ, например, физические методы, как правило, не вызывают каких-либо изменений в строении молекул изучаемых веществ, они значительно сокращают время и путь исследования. Когда же устанавливаются тонкие различия в структуре молекул (различия в характере связей, реакцрюнной способности групп и атомов, внутримолекулярные превращения и т. п.), физические методы оказываются незаменимыми и единственно возможными методами изучения. В химии используется большое количество физических методов, основанных на зависимости разнообразных физических (электрических, оптических, магнитных и др.) свойств от химической структуры молекул. Ниже в краткой форме рассматривается сущность ряда наиболее разработанных физических методов и их применение для изучения строения молекул. [c.36]

Актуальность работы. В настоящее время активно изучаются вещества, способные менять свое строение и физико-химические свойства в зависимости от изменения внешних условий (давление, температура, pH среды, лазерное освещение и другие). В связи с этим особый интерес вызывают фта-лиды, для которых возможно существование в циклической и линейной формах. Они представляют собой индивидуальные соединения, переход которых из одной формы в другую происходит при изменении внешних факторов. Еще большее значение имеет изучение свойств полимерных материалов, содержащих функциональные группы меняющегося строения. Так, фталидсодержащие полимеры обладают уникальными электрофизическими и оптическими свойствами. Но последние сочетаются с высокими температурами стеклования и текучести, а также с плохой растворимостью в большинстве растворителей. Этих недостатков лишены многие виниловые полимеры, в частности полиакрилаты, синтезируемые чаще всего методами радикальной полимеризации. Поэтому важным представляется введение ненасыщенных фталидов в акриловые полимеры, прежде всего, на стадии синтеза последних. Однако о получении, строении, поведении ненасыщенных фталидов в радикальной (со)полимеризации известно очень мало. [c.3]

Оптические, в том числе визуальные методы наблюдения являются самым доступным средством изучения, идентификации и диагностики самых разных веществ и явлений. Перечень оптических свойств и методов контроля состава веществ и происходящих в них процессов достаточно обширен. Все они в той или иной мере применимы и к дисперсным системам. Простое перечисление существующих оптических свойств и явлений принесет мало пользы, а приемлемое по полноте описание слишком далеко уведет нас от основного предмета изучения — коллоидов. Поэтому сосредоточим внимание на одном уникальном оотическом свойстве коллоидов — способности рассеивать свет [35]. Если некоторая оптическая среда рассеивает свет, то это однозначно указывает на ее коллоидную природу. Если некоторый состав является коллоидным, то он непременно должен рассеивать свет. Никакие однородные среды не обладают способностью рассеивать свет. Другие оптические явления будут упоминаться только в той мере, в какой это необходимо для понимания тех или иных аспектов светорассеяния. [c.745]

Существует еще два других метода разделения оптически неактивных молекулярных соединений, состоящих из право- и левовращающих компонентов и называемых /-соединениями, рацематами или рацемическими формами. Оба метода были открыты Пастером в период 1848— 1854 гг. до того, как он занялся изучением брожения. Пастер открыл также четвертую форму винной кислоты, которая оптически неактивна и называется мезовинной кислотой. Эти исследования будут обсуждены позднее. -Винная и /-винная кислоты имеют одну и ту же температуру плавления, одинаковые растворимости,, константы диссоциации, плотность и химические свойства. Фактически оба вещества во всем идентичны, за нсключение.м того, что они вращают плоскость поляризации света в разные стороны (но в равной степени) и образуют противоположно гемиэдричные кристаллы. В развитие своей гипотезы, выдвину- [c.85]

Спектрополяриметрический метод основан на изучении физического свойства, наиболее характерного для каждого асимметричного вещества, а именно его оптической активности. Раньше уже указывалось, что направление вращения плоскости поляризации света само по себе не определяет принадлежности соединения к О- или -ряду. Если два сходных по структуре вещества имеют не только одинаковые по знаку, но и близкие по величине [а]о, это также не означает, что они обладают одинаковым пространственным строением. Идентичность конфигураций этих веществ может быть установлена лишь путем измерения их оптической активности на протяжении всей видимой и доступной ультрафиолетовой частей спектра и сравнения получающихся при этом кривых зависимости величины ращения от длины волны (так называемых кривых враш,атель-ной дисперсии). Например, полученная из природного антибиотика актидиона (см. том II) ( + )-4-метилгексанон-2-карбоно-вая-6 кислота имеет примерно такое же значение [а ]о, как ( + )-4-метилгексанон-2, для которого установлена абсолютная конфигурация III [c.598]

В силу того что кристаллическое вещество, в отличие от других, некристаллических, веществ, имеет упорядоченную атомную структуру и анизотропно, методы кристаллографии резко отличаются от методов других наук. Симметрия проявляется во внешней форме кристаллов, в их структуре, в физических явлениях, протеканэщих в кристаллах, во взаимодействии кристалла с окружающей средой, в изменениях, претерпеваемых кристаллом под влиянием внешних воздействий. Поэтому особенностью метода кристаллографии является последовательное применение принципа симметрии во всех случаях. Благодаря этому весьма специфическому методу кристаллография является самостоятельной наукой, связанной с другими частичным совпадением задач и предмета исследования в конкретных случаях. Нельзя изучать кристаллическое вещество вне процесса его образования, вне связи с жидкой и газообразной фазой. Эти процессы изучает физическая химия, так как лю бой процесс или положение равновесия зависит от физико-химических условий среды. Относительное расположение атомов и молекул в кристаллическом веществе зависит от качества самих атомов, от их химической природы. Отсюда тесная связь с химией, особенно со стереохимией. Атомы и молекулы в кристаллах образуют геометрически правильные комплексы. Совокупность их определяет форму кристаллов в виде многогранников. Многогранники же изучаются математикой и, в первую очередь, геометрией. Очевидна, конечно, связь кристаллографии с физикой, особенно с теми ее разделами, которые занимаются изучением различных свойств твердых тел. В последние годы интенсивно развивается промышленность, использующая монокристаллы с различными свойств ами оптическими, электрическими, механическими и т. п. Связь кристаллографии с химией, физической химией и физикой настолько тесная, что не позволяет провести даже условных границ между этими науками. [c.10]

По мере углубления п расширения знаний о структуре химических соединени11, металлов и сплавов интерес химиков и металловедов к проблеме химической связи все более повышается. Это находит свое выражение в интенсивной разработке многих вопросов теории и в еще большей мере — в развитии многочисленных новых экспериментальпых методов исследования. Важное значение приобретают физические методы исследования, позволяющие более или мепее непосредственно устанавливать связь химических и физических свойств вещества с его строением и с особенностями распределения по энергиям электронов в металле или в соединении. К числу таких методов относятся, в первую очередь, изучение магнитных характери стик вещества, рентгеновские и некоторые оптические методы. [c.5]

Поляриметрический метод широко используют для изучения структуры и свойств различных веществ с его помощью проводят исследования кристаллических веществ в минералогии и кристаЛ лохимии, изучают кинетику процессов, протекающих с участием оптически активных веществ, изучают некоторые параметры космических объектов. Метод поляриметрического анализа широко применяют в аналитических целях при количественных определениях различных веществ. В пищевой промышленности его успешно используют для количественных определений жиров, масел, сахаристых и других веществ. [c.374]

Изучение кристаллических структур методами рентгеноструктурного (основан на дифракции рентгеновских лучей кристаллической решеткой вещества) и электронографического анализа (основан на дифракции электронов или нейтронов) показало, что реальные кристаллы отличаются от идеальных. В реальных кристаллах строгая пространственная периодичность нарушается из-за наличия дефектов кристаллической структуры. Многие свойства кристаллических тел объясняются наличием таких дефектов. Последние могут быть собственными, если они образуются вследствие теплового движения в кристалле, или примесными, если в кристалле появляются посторонние примеси, введенные случайно или преднамеренно. Дефекту. могут затрагивать одну или несколько элементарных ячеек или весь кристалл в целом. В технологии пигментов большой интерес представляют, например, такие дефекты, как ультрамикротрещины, определяющие прочность кристалла, что в свою очередь играет важную роль в процессах измельчения и диспергирования пигментов. Если в момент кристаллизации возникают механические помехи росту кристалла, в нем может возникнуть дефект, называемый дислокацией. При деформациях кристалла дислокации и их скопления могут перерастать в ультрамикротрещины. Во многих случаях в узлах кристаллической решетки могут отсутствовать структурные единицы, т. е. атомы, ионы или молекулы. Такие дефекты носят название вакансий. В пространстве между узлами (в междоузлии ) могут присутствовать атомы, ионы или молекулы, причем как свои собственные (принадлежащие веществу кристалла), так и примесные (принадлежащие другому веществу). Вакансии и наличие атомов, ионов или молекул в междоузлиях оказывают существенное влияние на оптические свойства пигментов (цвет, показатель преломления), их электропроводность, а также на скорость роста кристаллов, особенно при реакциях в твердой фазе. [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология