Тема 02 - Спектрофотометрия (Лекции ХФ), страница 2

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com31Чувствительностьспектрофотометрического анализаminmin=Amin – оптическая плотность,соответствующаяsr = 1,0«Нормальная»чувствительность = 104; Amin = 0,01; l = 1 см сmin= 106 М«Максимальная» чувствительность = 5 × 104; Amin = 0,001; l = 5 см  сmin = 108 М23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com32Ход спектрофотометрического анализаИсходное вещество перевели в растворСконцентрировалиПровели фотометрическую реакцию, обеспечив селективность и чувствительностьНачинаем измеренияЕсть липроблемы?23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com33Проблемы фотометрических измерений1.Поглощениеконтрольногоопыта23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com34Поглощение контрольного опытаЛюбой раствор имеет оптическое поглощение(поглощение растворителя, примесей)Фотометрические реагенты поглощаютПробоподготовка вносит поглощающиезагрязненияРаствор контрольного опыта имеет ненулевуюоптическую плотность A023.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com35Не что иное, как закон аддитивности оптическихплотностей clA0I0I2I0AсумA   lc  Aсум  A0I1I2ТехникаспектрофотометрииДетектор всегда регистрирует разность оптическихплотностей анализируемого образца и контрольнойкюветы с раствором сравнения (контрольным опытом)Техника спектрофотометрииФактически, в спектрофотометрическихизмерениях пропускание T раствора сравненияприравнивается единице,  оптическаяплотность приравнивается нулю. Данный этап часто носит название «установкануля оптической плотности» и являетсяважным этапом калибровкифотометрического прибора23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com38Так же работает глаз и фотокамераДиапазонпропускания глазатот же всегда, отчерного(пропускания нет,до белого, 100%пропускания, ноглаз и камераадаптируются под уровень освещенности, в темноте –«осветляется, слишком яркие – затемняем. Смысл – тотже, наилучшим образом использовать средний (серый)диапазон23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com39ТехникаспектрофотометрииT=100%Проблемы фотометрических измерений1.Поглощениеконтрольногоопыта23.03.20142.Отклоненияот законаБераМ.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com41“Отклонения от закона Бера”Ограничения закона Бера(нет в спектрофотометрии)НемонохроматичностьизлученияИзменение химическогосостава с концентрацией23.03.2014Рассеяный свет в приборахСветорассеивающиеобразцыМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com42Отклонения от закона Бера1. Ограничения закона Бугера-ЛамбертаБера (истинные отклонения, их нет вспектрофотометрии)«Неидеальность» приборов:2. Немонохроматичность излучения3. Рассеяние света4.

«Неидеальность» фотометрируемыхобразцов (кажущиеся отклонения)23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com431. Истинные отклонения от закона Бера23.03.2014С.И.

Вавилов установил, что  = const, когдачисло возбужденных молекул крайне малопо сравнению с их общим числомПри больших интенсивностях наблюдаетсяуменьшение  при росте интенсивности света(«нелинейное» оптическое явление)Ныне – ключевой раздел оптики, связанный сразвитием лазеровВ спектрофотометрии их нетМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com44Причины отклонения от монохроматичности1) Наличие «внешнего»(рассеянного) светаIxI0 I0  I0A  lg   lg I I  Ix 23.03.2014I  lcМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com45Причины отклонения от монохроматичности1) Наличие «внешнего» (рассеянного) света2) Конечная ширина выходной щели источника(наиболее сильно - фотоэлектроколориметры)I120 2A  lg   I 0 123.03.2014I 12 2 I    Ai  1lc1 12М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com46Две длины волны 1 и 2I IA  lg I I101202  A1  A2   1lcДиапазон [1.. 2]A  lg   I 0 1223.03.2014IAlci  11 122М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com472. Иллюстрацияε (AF) = 1700-1800ε (BE) = 2300ε (CD) = 250023.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com48Причины отклонения от монохроматичности1) Наличие «внешнего» (рассеянного) света2) Конечная ширина выходной щели источникаВывод: немонохроматичностьприводит к отрицательнымотклонениям от закона Бера23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com49“Отклонения от закона Бера”Ограничения закона Бера(нет в спектрофотометрии)НемонохроматичностьизлученияИзменение химическогосостава с концентрацией23.03.2014Рассеяный свет в приборахСветорассеивающиеобразцыМ.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com503. Рассеяние света1. связанное с отражением от стенок кюветыи от поверхностей оптики прибораIsI0IДетектор23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com513. Рассеяние света1. связанное с отражением от стенок кюветыи от поверхностей оптики прибора2. истинное рассеяние света образцом23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com52I0IВсе частицы поглощают23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com53I0IДетекторне видитразницыЧасть – поглощает, часть - рассеивает23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ.

Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com543. Введение экспериментальнойпоправки на рассеяние светаПоглощение и рассеяние – независимые процессы,А = Аa + АsДля Аa > Аs и если есть возможность1. Строим зависимости А= f () и Аs = f ()2. Строим истинный спектр поглощенияАa() = А() – Аs()23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com55Обратите внимание!Для рассеивающих, но непоглощающих средзакон Бугера-Ламберта-Бера будет выполняться.А = АsИными словами, та же техника, что вспектрофотометрии, может быть использованадля определения веществ по их светорассеянию(турбидиметрия)23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com563. Рассеяние света1. связанное с отражением от стенок кюветы и отповерхностей оптики прибора2. истинное рассеяние света образцомВывод: Светорассеяние чаще всегоприводит к положительнымотклонениям от закона БераЧаще всего светорассеивающиеобразцы не фотометрируют.Дополнительная пробоподготовка23.03.2014М.А.

Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com57Еще раз о пробоподготовке в СФНепрозрачные,мутныеи даже слегкаопалесцирующиежидкостипереводят в окрашенныепрозрачные растворы23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012 Тема 2 –Спектрофотометрия http://spectran.blogspot.com58“Отклонения от закона Бера”Ограничения закона Бера(нет в спектрофотометрии)НемонохроматичностьизлученияИзменение химическогосостава с концентрацией23.03.2014Рассеяный свет в приборахСветорассеивающиеобразцыМ.А.