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

0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
341 936.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
0.00 грн
1 635.60 грн
0.00 грн
2 592.00 грн
0.00 грн
16 980.00 грн
0.00 грн

61052 г.Харьков ул.Котлова, 67 тел.(057)786-26-11; (050)254-04-34; Labteh2007@gmail.com