Диссертация (1104014), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Это приводит к выявленному уменьшению частоты максимумавалентной полосы.Отсутствие изменения частоты максимума деформационной полосыпоглощения при уменьшении температуры от 0 до -5ºС (1642,2±0,3 см-1 и1642,3±0,3 см-1 соответственно) вероятно связано со слабым влиянием усиленияводородных связей на деформационное колебание.§2 Сравнение ИК-спектров различных по химическому составу образцов водыпри положительных температурахТакже были сравнены ИК-спектры образцов дистиллированной воды при25,0±0,5ºС и водопроводной воды при 25,0±0,5ºС.
В качестве водопроводнойводыиспользоваласьводацентрализованнойсистемыпитьевоговодоснабжения, поставляемая «Мосводоканалом». Среди количеств групп, длякоторыхбылиполученыразличиямоментовИК-спектровдлядистиллированной и водопроводной воды, снова были отобраны те, которыеподпадают под условия, указанные в главе 3. Для деформационной полосыколичества групп: 3, 4 (рис. 46a); для составной полосы: 4 (рис. 46б); длявалентной полосы: 7, 8, 9, 12, 13, 14 (рис.
46в). Для деформационной полосыстепень различия равна 86%, для составной полосы – 32%, для валентнойполосы – 80%. Данные различия объясняются наличием в водопроводной водепримесей, газовых пузырьков, которые отсутствуют в дистиллированной. Ихнизкую концентрацию спектрометр «MIDAC M4000» стандартными методамиобработки спектров определить не может.
Примеси влияют на спектрыобразцов, смещая максимумы полос поглощения и искажая их формы.102Рисунок 46 – Параметры (количества групп), при которых имеют месторазличия моментов для наборов ИК-спектров дистиллированной иводопроводной воды при 25ºС103На следующих рисунках для каждой из полос поглощения показанызависимости суммы доверительных интервалов сравниваемых моментов ИКспектров двух образцов как % разности этих моментов от количества групп иномера момента, ограниченные по количествам групп, т.е. удовлетворяющиеусловию, что число точек в группе должно быть не менее 23 длядистиллированной и водопроводной воды при 25ºC (рис.
47-49).Рисунок 47 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и водопроводной воды при 25ºC длядеформационной полосы104Рисунок 48 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и водопроводной воды при 25ºC для составнойполосы105Рисунок 49 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и водопроводной воды при 25ºC для валентнойполосы106Для объяснения различий в спектрах сравнены интенсивности каждой изполос поглощения дистиллированной и водопроводной воды при температуре25ºC (рис.
50).Рисунок 50 – Различия в интенсивностях для каждой из полоспоглощения ИК-спектров дистиллированной и водопроводной воды при 25ºCДля каждой полосы было рассчитано количество частот, для которыхимеет место различие в интенсивности как процент общего числа точек вданной полосе. Для деформационной полосы это значение равно 86%, длясоставной – 32% и для валентной – 80%. Наибольшие различия винтенсивностях наблюдаются для деформационной полосы поглощения, чтообъясняет полученные максимальные различия для деформационной полосы спомощью нахождения различий в моментах. Отмеченные на рис.
50 областисоответствуютразличныминтенсивностямдоверительных интервалов.107впределахрассчитанныхДалее представлены средние частоты максимумов полос поглощения длядистиллированной и водопроводной воды при 25ºС, определенные, как и впредыдущих случаях, с помощью производных полос (рис. 51).Рисунок 51 – Частоты максимумов деформационной, составной ивалентной полос поглощения ИК-спектров дистиллированной и водопроводнойводы при температуре 25ºСЧастоты максимумов для каждой из полос поглощения, в пределахошибок измерений, совпадают.ТакжебылопроведеносравнениеИК-спектровобразцовдистиллированной и легкой (с содержанием дейтерия 4 ppm) воды при25,0±0,5°С.Количествагрупп,которыесоответствуютразличиямдлядеформационной полосы: 3 (рис.
52а); для составной полосы: 3 (рис. 52б); длявалентной полосы таких количеств групп нет. Для деформационной полосыстепень различия равна 50%, для составной полосы – 17%, для валентнойполосы – 0%. Полученные различия обусловлены изменением полос по108интенсивности, смещением их по частоте, что связано с пониженнымсодержанием дейтерия в легкой воде по сравнению с дистиллированной.Рисунок 52 – Параметры (количества групп), при которых имеют месторазличия моментов для наборов ИК-спектров дистиллированной и легкой водыпри 25ºСДалее, для изучаемых полос поглощения ИК-спектров дистиллированнойи легкой воды при 25ºC представлены зависимости суммы доверительныхинтервалов сравниваемых моментов как % разности этих моментов отколичества групп и номера момента. Эти зависимости ограничены по109количеству групп, т.е. удовлетворяют условию, что число точек в группе неменее 23 (рис.
53-55). Различия между моментами наблюдаются, когдазначение по оси Z менее 100%.Рисунок 53 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и легкой воды при 25ºC для деформационнойполосы110Рисунок 54 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и легкой воды при 25ºC для составной полосы111Рисунок 55 – Зависимость суммы доверительных интерваловсравниваемых моментов ИК-спектров двух образцов как % разности этихмоментов от количества групп (при числе точек в группе не менее 23) и номерамомента для дистиллированной и легкой воды при 25ºC для валентной полосы112Чтобы объяснить полученные различия в спектрах, были сравненынаблюдаемые интенсивности каждой из полос поглощения дистиллированной илегкой воды при температуре 25ºC (рис.
56).Рисунок 56 – Различия в интенсивностях для каждой из полоспоглощения ИК-спектров дистиллированной и легкой воды при 25ºCДля каждой полосы рассчитывалось количество частот, при которыхбыло получено различение в интенсивности как процент от общего количестваточек в полосе. Для деформационной полосы это значение равно 49%, длясоставной – 17% и для валентной – 0,3%. Полученные различия винтенсивностяхобъясняютрезультатрасчетаспомощьюмоментов.Наибольшие различия в интенсивностях имеют место для деформационнойполосы поглощения.
В случае поиска различий при помощи моментовнаибольшие различия также были обнаружены для деформационной полосыпоглощения. На рис. 56 отмеченные области соответствуют различиям винтенсивностях в пределах рассчитанных доверительных интервалов.113На рис. 57 представлены полученные, как и в предыдущих случаях спомощью производных полос поглощения, средние частоты максимумов полосдля дистиллированной и легкой воды при 25ºC.Рисунок 57 – Частоты максимумов деформационной, составной ивалентной полос поглощения ИК-спектров дистиллированной и легкой водыпри температуре 25ºСКак видно из рисунка, частоты максимумов для каждой из полоспоглощения совпадают.При сравнении интенсивностей в спектрах изучаемых образцов былоустановлено, что наиболее чувствительными по интенсивности к температурам-5; -3; 0; 25°С дистиллированной воды являются следующие частотныедиапазоны спектров: 1600-1612 см-1 для полосы поглощения деформационногоколебания, 2333-2420 см-1 для полосы поглощения составного колебания(либрационное и деформационное колебания), 3451-3573 см-1 для полосыпоглощения валентных колебаний.
Для данных спектральных диапазонов114различия в интенсивностях наблюдались в большинстве случаев при сравненииизучаемых образцов.Были получены и построены зависимости доверительного интервала(коэффициент доверия α=0,95) средней интенсивности от частоты (рис. 58-60).Величина доверительного интервала для валентной полосы поглощения (ν1, 2ν2,ν3) возрастает при приближении к максимуму полосы для образцовдистиллированной воды при температурах -5; -3; 0; 25ºС, водопроводной илегкой воды при температуре 25ºС. Зависимости для данной полосыдистиллированной воды при 4, 8ºС ведут себя противоположным образом:ошибка уменьшается при приближении к максимуму полосы. КоэффициенткорреляцииПирсонавеличиндоверительногоинтерваласреднейинтенсивности для валентной полосы поглощения дистиллированной воды притемпературах -5; -3; 0; 25ºС и легкой воды при температуре 25ºС принимаетзначения не менее 0,91.
Значение доверительного интервала среднейинтенсивностиИК-спектровотчастотыдлядеформационной полосыпоглощения ν2 увеличивается при приближении к максимуму полосы дляобразцов дистиллированной воды при температурах -3, 25ºС, водопроводнойводы при температуре 25ºС. Для деформационной полосы ИК-спектра легкойводы при 25ºС возникают разбросы значений ошибки средней интенсивности,существеннопревышающиеисследуемыхдоверительногообразцов.интерваларазбросыКоэффициентдлядляданнойкорреляциидеформационнойполосыостальныхПирсонаполосывеличинпоглощениядистиллированной воды при -3 и 25ºС равен 0,94.
Для составной полосыпоглощения наблюдается практически линейная зависимость ошибки отчастоты для всех изучаемых образцов, кроме водопроводной воды при 25ºС.Коэффициент корреляции Пирсона величин доверительного интервала длясоставной полосы поглощения дистиллированной воды при температурах -5,-3, 4, 8ºС принимает значения не менее 0,97.115Рисунок 58 – Зависимость доверительного интервала среднего значенияинтенсивности от частоты для валентной полосы ИК-спектров разных водныхобразцов116Рисунок 59 – Зависимость доверительного интервала среднего значенияинтенсивности от частоты для деформационной полосы ИК-спектров разныхводных образцов117Рисунок 60 – Зависимость доверительного интервала среднего значенияинтенсивности от частоты для составной полосы ИК-спектров разных водныхобразцовПостроеназависимость(ввидегистограммы)максимальногодоверительного интервала среднего значения интенсивности для валентнойполосы ИК-спектров образцов дистиллированной воды при -5; -3; 0; 25ºС,водопроводной воды при 25ºС и легкой воды при 25ºС (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
