О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Если при этом ион металла не гасит флуоресценцию, то наблюдается смещение спектра флуоресценции также в длинноволновую область. Молекулы реагента с нежесткой структурой, для которых исключается существование поворотных конформационных изомеРов, не флуоресцируют — энергия возбуждения расходуется на взаимное превращение изомеров. Например, салицилаль-о-амииофенол не флуоресцирует, но его хелат с А!з+ обладает ярко-зеленой флуоресценцией, так как А15+ фиксирует положение отдельных частей молекулы реагента. 183 Интенсивность флуоресценцни и концентрация флуорогена При низких концентрациях флуорогена интенсивность флуо ресценции пропорциональна числу излученных квантов йгф.
1ф 1сф г1Гф (сф грив 1т п (3.28) где гсф — коэффициент пропорциональности. Чйсло поглощенных квантов Ж„пропорционально интенсивности поглощенного возбуждающего излучения (1о — 1), так что, используя закон Бугера — Ламберта — Бера, можно записать — е,щ — е,гС Хг1 )сп(1в 1) — ггп(1о 1о )0 ) ко1о(г )0 ) (3 29) где 1о, 1 — интенсивности падающего и прошедшего УФ-потоков; — коэффициент пропорциональности; С вЂ” концентрация флуоресцируюшего вещества. Из этих уравнений (3.28) и (3.29) получим: 1ф=й Рс„1(1 — 10 ' ) Если концентрация флуоресцирующего вещества в растворе мала, то поглощение возбуждающего УФ излучения незначительно, следовательно 1ф = Кф1пф„,10ех! С С С Таким образом, интенсивность о флуоресценции пропорциональна концентрации флуоресцируюшего вещества. Однако в области относительно высоких концентраций наблюдается явление концентрационного тушения, проИсходящее при увеличении доли безызлучательных переходов, и линейная зависимость между 1ф и С нарушается (рис.
3.55). Концентрационное тушение обусловливает верхний предел интервала определяемых концентраций, он приблизительно равен 10 4 моль/л. Высокая интенсивность флуоресценции обусловливает низкий предел обнаружения метода, составляющий 10 Я% Рис. 3.55, Типичная зксперимен тельная зависимость фяуоресцен цни от концентрации фяуоресци рующего вещества 184 Схема флуориметрических измерений Принципиальная схема типового флуориметра показана на рис. 3.56.
Излучение источника, выделенное первичным светофильтром 2, попадает на кювету с пробой. Возникаюшее излучение флуоресценции 1 через вторичный светофильтр 4 поступает на фотоэлемент или фотоумножитель, где оно преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный интенсивности флуоресценции, который усиливается электронным усилителем и измеряется миллиамперметром. рвс. 3.56. Принципиальная схема флуориметрических измерений: г 1 — источник излучения; г, 4 — светофильтры; 3 — кювета с анализируемым раствором; 5 — фотоэлемент или фотоумножитель, 6 — электронный усилитель; т — регистрируюший прибор В пределах линейного участка градуировочного графика воспроизводимость флуориметрических определений составляет приблизительно 5%.
Метод применяют для определения очень малых количеств элементов при анализе неорганических и органических вешеств, для определения малых количеств витаминов, гормонов, антибиотиков, канцерогенных соединений, нефтепродуктов и др. Комбинирование флуориметрии с методами концентрирования, например с экстракцией, позволяет понизить предел обнаружения. С использованием флуоресцентных индикаторов можно проводить титрование даже мутных и окрашенных растворов. Практические работы Работа 1. Определение урана((У1) по свечению уранилфосфатных комплексов Из неорганических соединений урана(Ъ'1) наибольшей люмииесцентной способностью обладают соли уранила.
Для них хаРактерно медленное нарастание концентрационного тушения. В фосфорнокислых растворах уранил образует ряд комплексоиов, флуоресцирующих желто-зеленым светом: ()О~ +НРО =()ОНРО +Н+ ьз Ог + 2нзРО4 (зог(нгРО4)г + 2Н (30~ + 2НзРО4 = (Зог(нгР04)нзР04 + Н (Зог + ЗнзР04 1„10г(НгРО4)гНзР04 + 2Н 185 Какой из комплексов будет преобладать, зависит от концен трации фосфорной кислоты, рН раствора, природы и концентра ции посторонних электролитов.
Максимальная интенсивность флуоресценции достигается при 5%-ной концентрации НзРО4, Наиболее сильными тушителями указанных комплексонов явля ются иодиды, ионы серебра, глицерин. Приборы и реактивы Флуориметр ЭФ-ЗМА. Рабочий раствор нитрата уранила, 2,1095 г 1)Оз()ЦОз)з растворяют в 1 л воды. Фосфорная кислота, 50%-ный раствор. Выполнение работы Построение градуированного графика. В шесть мерных колб вместимостью 100 мл вносят пипеткой 0 (раствор фона), 2, 4, 6, 8, 1О мл рабочего раствора нитрата уранила и с помощью мерного цилиндра по 5 мл раствора фосфорной кислоты.
Объемы растворов доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Кювету флуориметра ополаскивают соответствующим стандартным раствором, затем наливают его в кювету и измеряют интенсивность флуоресценции. Для каждого раствора измерения проводят 3 — 5 раз. В качестве первичного светофильтра используют светофильтр ФК-1, в качестве вторичного — светофильтр В-2 (Л = 400 — 580 нм).
По средним значениям интенсивностей строят градуировочный график в координатах *'интенсивность флуоресценции — концентрация урана в растворе". Определение концентрации урана в растворе. Из аликвотной части анализируемого раствора готовят раствор аналогично стандартным и измеряют 3 — 5 раз интенсивность его флуоресценции.
По ее среднему значению, пользуясь градуировочным графиком, находят концентрацию урана и рассчитывают содержание его в растворе. Если при построении градуировочного графика из-за недостаточной воспроизводимости наблюдается разброс экспериментальных точек, необходимо методом наименьших квадратов рассчитать уравнение прямой и по ней определить концентрацию урана.
Работа 2, Определение 2-нафтол-б,8-дисульфокислоты по свечению ее аниона Ионы 2-нафтол-6,8-дисульфокислоты в растворе при рН = 9 — 10 при УФ облучении флуоресцируют синим светом 8О; 8О; ОН О + ХаОН -+ ! + Нзо+ )ча Г 8О, 80 186 Работа 3. Определение алюминия по свечению его комплекса с 2-гидрокси-3-нафтойной кислотой Ионы алюминия с 3-гидрокси-3-нафтойной кислотой образуют в растворе при рН = 3 комплекс, флуоресцирующий ярко-голубым светом.
При рН = 5,81 комплекс имеет состав А1: кислота = = 1: 1, е = 2,37 10 4. Реагент при рН > 2 флуоресцирует зеленым светом. ОН 1 А1э+ Г СО ОН О 1 А1 ~- 2Не СОО Приборы и реактивы Флуориметр УФ-ЗМА или другой конструкции. Раствор натриевой соли 2-гидрокси-3-нафтойной кислоты, 104М Рабочий раствор соли алюминия, содержащий 5 мкг/мл А1; 2,3720 г КА1(80„)з 12Н70 растворяют в 1 л воды. 187 Приборы и реактивы Флуориметр ЭФ-ЗМА или другой конструкции. Раствор двунатриевой соли 2-нафтол-6,8-дисульфокислоты с концентрацией 1 мг/мл. Ридроксид натрия, 0,1 М раствор.
Выполнение работы Построение градуировочного графика. В шесть мерных колб вместимостью 100 мл вносят пипеткой 0 (раствор фона), 2, 4, 8, 10 мл рабочего раствора двунатриевой соли 2-нафтол-6,8-дисульфокислоты и с помощью мерного цилиндра по 4 мл раствора ХаОН. Объемы растворов доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Кювету флуориметра ополаскивают соответствующим стандартным раствором, затем наливают его в кювету и измеряют интенсивность флуоресценции 3 — 5 раз. В качестве первичного светофильтра 'используют светофильтр В-1, в качестве вторичного — ФК-2.
По средним значениям интенсивностей строят градуировочный график в координатах "интенсивность флуоресценции — концентрация 2-нафтол-6,8-дисульфокислоты в растворе". Определение концентрации 2-нафтол-б, В-дисульфокислоты в растворе. Из аликвотной части анализируемого раствора готовят раствор аналогично стандартным и измеряют 3 — 5 раз интенсивность его флуоресценции. По ее среднему значению, пользуясь градуировочным графиком, находят концентрацию кислоты и рассчитывают ее содержание в растворе анализируемого образца.
Ацетатный буферный раствор, рН = 5,8. К 107,5 мл 1 М рас твора уксусной кислоты добавляют 100 мл 1 М раствора ХаОН и разбавляют дистиллированной водой до 1 л. Выполнение работы Построение градуировочного графика. В шесть мерных колб вместимостью 100 мл вносят пипеткой по 10 мл анализируемого раствора и с помощью мерного цилиндра по 10 мл ацетатного буферного раствора, по 10 мл раствора натриевой соли 2-гидрокси 3-нафтойной кислоты и из бюретки добавляют О, 2, 5, !О, 15, 20 мл рабочего раствора соли алюминия.
Объемы растворов доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Через 1 ч измеряют интенсивность флуоресценции приготовленных растворов. Для каждого раствора измерение проводят 3 — 5 раз. В качестве первич ного светофильтра используют светофильтр В-1 (Х = 320 — 390 нм), в качестве вторичного — В-2 (Х = 400 — 520 нм). По средним значениям интенсивностей строят градуировочный график в координатах "интенсивность флуоресценции — концентрация алюминия в растворе" и рассчитывают его содержание в анализируемом растворе. Работа 4. Определение сульфид-ионов по тушению флуоресценции тетрамеркурацетатфлуоресцеина Сульфид-ионы тушат желто-зеленую флуоресценцию щелочного раствора тетрамеркурацетатфлуоресцеина Сд!Н Оз(Н8ООССНз)4 в результате образования сульфида ртути(1), приводящего к разрушению флуоресцирующего соединения: СгоНаОз(Н8ООССНз)4+ 28~ = 2Н828+ 4СНзСОО + С2оНаОз Максимум флуоресценции наблюдается при Х = 530 нм, пропорциональная зависимость между тушением и концентрацией сульфид-иона сохраняется в пределах 0,001 — 0,02 мкг/мл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
