Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 21
Текст из файла (страница 21)
5 Ггйровский Я., Кута Я., Основы полнрографии — Мд Мир, 1965. 6. Затаи Р., Огиап1с Ро1агойгарЫс Апа!уь!з. Ох1огд, Регйатоп Ргеьь, ЕЫ., ! 964. 7. Хитон Р., ТЬе Е1цсЫаКоп о1 Огаап(с Е1ес1гойе Ргосеььеь. )чечг Уогй, Асабепнс Ргеьь, !пс., 1969. 8. )Уигпуггу Н. ТР., Еб., Е!сс1гоапа!у11са! СЬепцщгу, СЬ. 1 — 5, )4етч Уогй, УоЬп Т(11)еу апб Бонз, 1974. 9. Хлтуагге У. У., УаЬЯпеп Н. А., !пй.
Епй. СЬегп, Апа). Ед., 11, 504 (1939). 10 йгпдагге Х. У., СЬет. Ееч., 29, ! (194!). 11, Уриоис УХ, Со!!ес1. СхесЬоь)оч. СЬет. Соппппп., 6, 498 (1934). 12. Улугуапе Х. У., У.ооег(йуе В. Л., Х. Атег. СЬегп. Бос., 72, 438 (1950). 13 Хгпйапе У. У., КоШго)У У. М., Х. Атег. СЬегп. Бос., 61, 1045 (1939). 14. Хйпуапе У. У., Апа!. СЬет., 21, 45 (1949]. 15. МеВез Х., Ед., Напййоой о1 Апа!уВса! СЬегп)Мгу, Тйетч Уогй, Мсбгатч-Н(П Воой Сатрапу, !пс., 1963. 16. Вгезта М., Зитап Р., Ро1агойгарйу )п Мейс!пе, В)осйегп)ь!гу апб РЬаппасу. Ыетч Уог)г, 1п1егзсгепсе РцЫ)ьйегь, 1ос, 1958. 17.
Хитон Р., Ро!агоигарЫс Апа!уь!з. Ох1огй, Регнатоп Ргеьз, ЕЫ., 1964. 18. Рои(й С. )«., Вату«и А. 7., Л Лтег. СЬегп. Зос., 48, 2045 (1926). 19. Хлугуапе У. Х., Е1ес1гоапа!у1!са! СЬспнтгу, 28 ед., Йетч уог1«, !п1егьс1епсе, 1пс., 1958, рр, 280 — 294. 20. Р(а(о У. В., Апа1. СЬегп., 44 (11), 75Л (! 972) . 21. Р(ато У. В., Апа!. СЬет., 44 (! 1), 78А (!972). 22.
БЬат У., Б(гррр(пу Лпа)утз 1и «Тгеа((ье оп Апа!уйса! СЬет)ь(гу», КоуЬо)У Х. М,, Егитй Р. У., Ейь., раН !. Тго1. 4, сЬ, ЗО, ргсю Уогй, 1п1егьс)епсе РцЫИЬегь, 1пс., 1963. 23. 11еМагь )7. Хг., Бйа(п 1., Апа1. СЬет., 29, 1825 (1957). ГЛАВА 22 Введение в абсорбционную спектроскопию Все химические соединения взаимодействуют с электромагнитным излучением, уменьшая интенсивность (или мощность) потока излучения. Лбсорбционная спектроскопия, основанная на измерении уменьшения (или ослабления) интенсивности излучения, прошедшего через анализируемое вещество, является важной областью аналитической химии.
Абсорбционные методы удобно классифицировать по типу используемого электромагнитного излучения — рентгеновского, ультрафиолетового, видимого, инфракрасного, микроволнового и радиочастотного. Здесь будет рассмотрено в основном поглощение ультрафиолетового и видимого света с упоминанием других видов излучения. Данная глава посвящена некоторым фундаментальным представлениям о природе и свойствах электромагнитного излучения. Свойства электромагнитного излучения Электромагнитное излучение представляет собой вид энергии, которая распространяется с огромной скоростью. Эта энергия существует во многих формах, из которых наиболее легко распознаются свет и тепловое излучение.
Менее очевидно проявление рентгеновского, ультрафиолетового, микроволнового излучений и радиоизлучения. Распространение электромагнитного излучения удобнее всего представить в виде волнового процесса, характеризующегося такими параметрами, как скорость, частота, длина и амплитуда волны.
В отличие от других волновых процессов, например звука, для передачи электромагнитного излучения не нужна проводящая среда: так, например, оно легко распространяется в вакууме. Введение е абсорбционную спектроскопию Для объяснения явлений, связанных с поглощением или испусканием излучательной энергии, недостаточно волновой модели; необходимо представить электромагнитное излучение в виде потока дискретных частиц энергии, называемых фотонами. Энергия фотона пропорциональна частоте излучения.
Такое двойственное описание излучения — как потока частиц и как волны †вооб говоря, не исключение. Этот кажущийся дуализм объясняется законами волновой механики и применим к другим явлениям, таким, как поток электронов или других элементарных частиц. ь ь е еэ ь Направпенав распрвсптранетя Рнс. 22-1. Представление потока мопохроматнчсского излучения с длиной вол- ны Х и амплитудой а. Стрелки — электрические еектары иэлучеиик.
Волновые свойства По ряду соображений электромагнитное излучение удобно представить в виде электрического силового поля, колеблющегося перпендикулярно направлению распространения волны. Сила электрического поля — векторная величина; ее можно представить стрелкой, длина которой в каждый данный момент пропорциональна значению силы, а направление совпадает с ее направлением. Как видно нз рнс. 22-1, график зависимости этого вектора от расстояния вдоль оси, указывающей направление распространения волны, носит синусондальный характер*. Сила электрического поля обусловливает такие явления, как пропускание, отражение, преломление и поглощение излучения веществом. ' Рис.
22-1 дает двумерное представление монохроматического излучения, т. е. излучения с одной длиной волны. Более наглядно было бы трехмерное изображение с круглым поперечным сечением, радиус которого периодически меняется от нуля до максимальной амплитуды о. 7 — 1648 Глава 22 Параметры волны.
Время, необходимое для прохождения каждого последующего максимума волны через фиксированную точку пространства, называют периодом излучения р. Число колебаний поля в секунду называют частотой и; и равна 1/рч. Важно понять, что частота определяется источником и остается неизменной независимо от среды, через которую проходит излучение. Наоборот, скорость распространения зо т. е.
скорость, с которой фронт волны движется через какую-либо среду, зависит как от среды, так и от частоты (индекс ( выражает зависимость скорости от частоты), Другим параметром, представляющим интерес, является длина волны )и — расстояние между двумя максимумами или минимумами волны**. Произведение частоты (в герцах) на длину волны (в сантиметрах) представляет собой скорость излучения (в сантиметрах в секунду), т.
е. 3; =тйь (22-1) В вакууме скорость излучения не зависит от частоты и достигает максимального значения. Эта скорость, обозначаемая символом с, точно определена н равна 2,99792 10" см(с. Следовательно, в вакууме с =члм 3 1О" см(с. (22-2) В любой другой среде скорость распространения понижается вследствие взаимодействия электромагнитного поля излучения с электронами среды. Поскольку частота излучения неизменна н определяется источником, длина волны должна уменьшаться при переходе излучения из вакуума в другую среду (уравнение (22-1)1. Следует отметить, что скорость излучения в воздухе лишь незначительно отличается от с (примерно на 0,03з1з меньше), поэтому уравнение (22-2) обычно применимо как для вакуума, так и для воздушной среды.
Характеристикой электромагнитного излучения служит также волновое число о, которое определяется числом волн, приходящихся на 1 см. Если длина волны выражена в сантиметрах, волновое число равно 1/л. Мощность излучения или интенсивность. Мощность излучения Р— это энергия потока, падающего на данную поверхность за 1 с; интенсивность 7 — мощность, приходящаяся на единицу телесного * Обычно единицей частоты служит герц (Гц), равный одному колебанию в секунду. *" В зависимости от области спектра длину волны выражают в разных единицах; так, длину волны рентгеновского и дальнего ультрафиолетового излучения удобно измерять в ангстремах, А (!Π†'з и)~ для видимой в ультрафиолетовой областей используют нанометр (нм), или миллимикрометр, имки (10-' м); для инфракрасной области — мисрометр, мкм (10-' м).
Введение в вбсорбцкоиную спвксооскопию угла. Эти величины пропорциональны квадрату амплитуды (рис. 22-1). Часто не делают различия между мощностью и интенсивностью, хотя это не совсем правильно. Дискретные свойства излучения Энергия электромагнитного излучения. Если излучение какимто образом взаимодействует с веществом, его следует рассматривать как поток частиц энергии, называемых фотонами или квантами. Энергия фотона зависит от частоты излучения и выражается следующим образом: (22-3) где и — постоянная Планка (6,63 10 — и эрг.с). Выражая т через длину волны и волновое число, получим Лс Е = — =йса.
Х (22-4) Следует обратить внимание на то, что волновое число, как и ча- стота, пропорционально энергии. Электромагнитный спектр Электромагнитный спектр охватывает огромную область длин волн или энергий, Так, энергия фотона ренттеновского излучения (Х 10-' см) примерно в десять тысяч раз больше энергии, испускаемой раскаленной вольфрамовой нитью (Х 10 — ' см). На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
