Каталог оборудования


Спектрофотометрия

Спектрофотометрия

Спектрофотометрия, метод исследования и анализа веществ, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения.

 Иногда под спектрофотометрией понимают раздел физики, объединяющий спектроскопию (как науку о спектрах электромагнитного излучения), фотометрию и спектрометрию (как теорию и практику измерения соотв. интенсивности и длины волны (или частоты) электромагнитного излучения); на практике спектрофотометрию часто отождествляют с оптической спектроскопией.

Применение спектрофотометрии в УФ и видимой областях спектра основано на поглощении электромагн. излучения соединениями, содержащими хромофорные (напр., С = С, С=С, С=О) и ауксохромные (ОСН3, ОН, NH2 и др.) группы. Поглощение излучения в этих областях связано с возбуждением электронов s-, p-и n-орбиталей осн. состояния и переходами молекул в возбужденные состояния: s : s*, n : s*, p : p* и n : p*. Переходы s : s* находятся в далекой УФ области, напр. у парафинов при ~ 120 нм. Переходы n : s* наблюдаются в УФ области; напр., орг. соед., содержащие n-электроны, локализованные на орбиталях атомов О, N, Hal, S, имеют Полосы поглощения при длине волны ок. 200 нм. Линии, соответствующие переходам p : p*, напр., в спектрах гетероциклич. соединений проявляются в области ок. 250-300 нм и имеют большую интенсивность. Полосы поглощения, соответствующие переходам n : p*, находятся в ближней УФ и видимой областях спектра; они характерны для соед., в молекулах к-рых имеются такие хромофорные группы, как С = О, C = S, N = N. Так, насыщ. альдегиды и кетоны имеют максимумы поглощения при длине волны ок. 285 нм. Переходы типа n : p* часто оказываются запрещенными, и соответствующие полосы поглощения обладают очень малой интенсивностью.

Переходы типа p : p* могут сопровождаться переходом электрона с орбитали, локализованной гл. обр. на одной группе (напр., С=С), на орбиталь, локализованную на др. группе (напр., С=О). Такие переходы сопровождаются переносом электрона с одного атома на другой и соответствующие спектры наз. спектрами с переносом заряда. Последние характерны для разл. комплексов (напр., ароматических соединений с галогенами), интенсивно поглощающих в видимой и УФ областях.

Таким образом, спектр поглощения объекта зависит от его молекулярного состава, что дает широкие возможности для качественного и количественного определения различных веществ.

Бугера-Ламберта-Бера закон, определяет ослабление пучка монохроматического света при его прохождении через поглощающее вещество. Если интенсивность пучка, падающего на слой вещества толщиной l, равна I0, то, согласно Бугера-Ламберта-Бера закону, интенсивность пучка на выходе из слоя I(l)=I0е(-k)λ(l), где k(λ) — показатель поглощения, различный для разных длин волн К, но не зависящих от интенсивности света I. Для растворов kλ, можно представить в виде произведения концентрации поглощающего вещества С на удельный показатель поглощения η, характеризующий ослабление пучка света в растворе единичной концентрации и зависящий от природы и состояния вещества и от λ. Тогда Бугера-Ламберта-Бера закон записывается в виде: I(l)=I0е-ηCl. Бугера-Ламберта-Бера закон открыт экспериментально французским учёным П. Бугером (P. Bouguer) в 1729, выведен теоретически немецким учёным И. Г. Ламбертом (J. H. lmbert) в 1760, а для растворов сформулирован немецким учёным А. Бером (A. Beer) в 1852. (см. Поглощение света).


Предполагаемая в Бугера-Ламберта-Бера законе независимость η от концентрации раствора и природы растворителя носит приближённый характер. При высоких значениях С в газах и растворах η уже не является постоянной величиной, а заметно изменяется вследствие взаимодействий между молекулами поглощающего вещества. В тех случаях, когда η можно считать не зависящим от концентрации, Бугера-Ламберта-Бера закон используется для определения концентрации поглощающего вещества путём измерения поглощения, которое может быть выполнено очень точно. Увеличивая толщину слоя l, можно определять ничтожно малые концентрации вещества.


Физический смысл Бугера-Ламберта-Бера закона состоит в утверждении независимости процесса потери фотонов от их плотности в световом пучке, т. е. от интенсивности света, проходящего через вещество. Это утверждение справедливо в широких пределах, однако, когда интенсивность света очень велика (например, в сфокусированных пучках импульсных лазеров), kλ становится зависящим от интенсивности (см. Просветления эффект, Нелинейная оптика) и Бугера-Ламберта-Бера закон перестаёт быть применим.

Спектрофотометры

Устройство спектрофотометров и их характеристики могут значительно отличаться в зависимости от производителя и задач, для решения которых рассчитан прибор. Однако основные элементы конструкции у всех приборов сходны. Это источник света, монохроматор, кюветное отделение с образцом и регистрирующего детектора. В качестве источника света чаще всего используются ртутные или галогеновые лампы. Монохроматор — устройство для выделения из всего излучаемого спектра какой-то узкой его части (1-2 нм). Монохроматоры могут быть построены на основе разделяющих свет призм либо на основе дифракционной решетки. Также в некоторых приборах могут дополнительно применяться наборы светофильтров. Кюветное отделение может быть оборудовано механизмами для термостатирования, перемешивания, добавления вешеств непоспедственно в ходе процесса измерения. Для исследований малых объемов веществ может использоваться безкюветная технология, когда образец удерживается за счет сил поверхностного натяжения жидкости. 

 

Предлагаем посмотреть

2 760.00 грн
27 600.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
25 990.00 грн
0.00 грн
45 388.20 грн
96 508.00 грн
0.00 грн
15 640.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
1 000.00 грн
1 073.18 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
18 073.40 грн

61052 г.Харьков ул.Котлова, 67 тел.(057)786-26-11; (050)254-04-34