Файл: 1. Атомноэмиссионные спектры. Классификация метода атомноэмиссионной спектроскопии по методу атомизации. Основные характеристики линий эмиссионого спектра. Перечислите методы получения и регистрации атомноэмиссионных спектров.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 212
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Возгорание происходит в результате диффузии или при предварительном перемешивании активных компонентов. При горении смеси из газа и воздуха вначале происходит формирование короткого факела, цвет которого имеет голубые и фиолетовые оттенки. В нем просматривается ядро - зелено-голубое, напоминающее конус. Рассмотрим это пламя. Строение его разделяется на три зоны: 1.Выделяют подготовительную область, в которой происходит нагревание смеси из газа и воздуха при выходе из отверстия горелки. 2.За ней следует зона, в которой происходит горение. Она занимает верхушку конуса. 3.Когда имеется недостаток воздушного потока, газ сгорает не полностью. Выделяется углерода двухвалентный оксид и водородные остатки. Их догорание протекает в третьей области, где есть кислородный доступ. Эмиссионная фотометрия пламени Пламенную фотометрию в анализе впервые применил Янсен в 1870 г.Метод эмиссионной фотометрии пламени основан на измерении интенсивности света, излучаемого возбуждёнными частицами (атомами или молекулами) при введении вещества в пламя горелки.Аналитические возможности метода - определение щелочных и щелочноземельных металлов. Они ограничены возможностями источника возбуждения - пламени. Оно обладает меньшей энергией возбуждения, чем другие источники (дуга, искра и т. п), поэтому в пламени возбуждаются только элементы с низким потенциалом возбуждения.Принцип метода заключается в следующем. Анализируемый раствор распыляют в виде аэрозоля в пламя горелки. Возникающее излучение определяемого элемента отделяется от постороннего с помощью светофильтра и, попадая на фотоэлемент, вызывает фототок, который измеряется с помощью микроамперметра.2. Если известно, что молекулярная масса соединения «а» не превышает 100, а соединение «б» имеет молекулярную массу около 60, то какому веществу принадлежит ИК-спектр, показанный на рисунке ниже.Соединение «а»3040 см-1 - валентное колебание С-Н групп ароматического кольца, 2850 и 2930 см-1 - валентное колебание метильной группы;
1610 и 1510 см-1 - скелетное колебание бензольного кольца;1380 см-1 - деформационное колебание метильной группы;690 и 730 см-1 - неплоские деформационные колебания пяти смежных атомов водорода ароматического кольца.Таким образом, очевидно, что соединение «а» представляет собой моно-метильное производное бензола - толуол C6 H5 CH3 (М.масса - 92)Соединение «б»1300 см-1 - валентное колебание связанной гидроксильной группы;3100 см-1 - валентное колебание ненасыщенной С – Н группы; 2860 и 2810 см-1 - валентное колебание насыщенной метиленовой группы: 1650 см-1 - валентное колебание – С = С – связи;1030 см-1 - валентное колебание – C – O связи первичной спиртовой группы; 990 и 920 см-1 - неплоские деформационные колебания концевой метиленовой группы.Таким образом исследуемое соединение имеет в своей структуре гидроксильную группу, двойную связь и насыщенную и ненасыщенную (концевую) метиленовые группы, и, очевидно, является аллиловым спиртом CH2 = СН – СН2 – ОН (М.масса 58).3. Относительная оптическая плотность раствора сульфосалицилатного комплекса железа (1) рана Али х 0,290, (-5 см). Вычислить концентрацию (мг/мл) железа. Если раствор сравнения содержил 0,0576 мг Fe в 50.0 мл, в молярный коэффициент светопоглощения сульфосалицилатного комплекса железа (II) равен 3000.Билет №61.Закон Бугера-Ламберта-Бера. Обьясните физические и химические причины отклонений от закона поглощения.Закон БераВ 1852 г. А. Бер1 на опыте получил зависимость, в соответствии с которой поглощение света пропорционально числу поглощающих частиц вещества: где с — концентрация вещества, моль/л; є — молярный коэффициент экстинкции, л/(моль-см).Данная зависимость получила название правила или закона Бера:Каждая молекула (атом) поглощает одинаковую часть падающего излучения.Молярный коэффициент экстинкции є - выражает меру ослабления света при его распространении в веществе за счет совместного действия поглощения и рассеяния света. Поглощающая часть экстинкции определяет светопроницаемость среды. Так, высокой светопроницаемостью обладают среды с низким поглощением, и наоборот. Наряду с показателем преломления є относится к основным характеристикам, определяющим оптические свойства вещества.
Закон Бера применим для растворов поглощающих веществ в практически не поглощающем растворителе.Закон Бугера — Ламберта — Бера (основной закон светопоглощения)Если закон Бугера — Ламберта и закон Бера соблюдаются, применяется объединенный закон Бугера — Ламберта — Бера, который определяет ослабление параллельного монохроматического пучка света при его распространении в поглощающей среде (как правило, в разбавленных растворах).Этот закон связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с толщиной его слоя и концентрацией в растворе:
На практике используется величина так называемой оптической плотности (D): 
В этой связи закон Бугера — Ламберта — Бера для практических применений формулируется следующим образом:Оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации в нем светопоглощающего вещества, толщине слоя и молярному коэффициенту светопоглощения (экстинкции).Понятие оптической плотности было введено Р. Бунзеном для характеристики ослабления света в слоях веществ. D является мерой непрозрачности слоя вещества для световых лучей, это безразмерная величина, представляющая собой десятичный логарифм обратной величины коэффициента пропускания т: Показатель D, так же как и т, зависит от длины волны источника света, регистрируется спектрофотометрами и спектро-денситометрами.Графическая зависимость D = /(X) или є = /(X) называется спектральной кривой поглощения или спектром поглощения.Участок спектра, на котором наблюдается интенсивное поглощение излучения, называют полосой поглощения. Полосы поглощения имеют характерный вид Гауссовой (колоколообразной) кривой.Поведение поглощающих систем подчиняется закону Б-Л-Б только лишь:1. монохроматичности светового потока;2. отсутствии химических изменений в поглощающей системе;3. постоянстве коэффициента преломления.При нарушении этих условий ε изменяется и график зависимости А –f (c), т.е. Г.Г. искривляется. Если ε уменьшается – наблюдается отрицательное отклонение от закона, если ε увеличивается – положительное.
Причины отклонения от основного закона светопоглощения могут быть кажущимися и истинными. Кажущиеся причины могут быть физические (инструментальные) и химические. Кажущиеся причины, обусловленные немонохроматичностью светового потока, рассеянием света и случайными излучениями, называют инструментальными. А вызванные химическими взаимодействиями – химическими. Истинные причины связаны с изменением коэффициента преломления (n). Т.к. мы исследуем растворы с низкими концентрациями, то значение n – мало, поэтому им можно пренебречь.Химические взаимодействия поглощающего вещества в растворе также являются причиной отклонения от закона Б-Л-Б.1. Под влиянием посторонних электролитов происходит деформация молекул или заряженных частиц поглощающего вещества, что приводит к изменению спектра поглощения этого вещества. Например, с изменением ионной силы раствора изменяется спектр комплексного соединения титана с хромотроповой кислотой.2. При изменении концентрации раствора меняется сила взаимодействия частиц в нем и может наблюдаться полимеризация или деполимеризация (ассоциация или диссоциация). Например, раствор бензилового спирта в CCl4 при различных концентрациях C6H5CH2OH может находиться в виде мономера или полимера: nC6H5CH2OH↔(C6H5CH2OH)n Эти формы поглощают излучение различных участков спектра. На отсутствие полимеризации указывает постоянство ε и соблюдение линейной зависимости А от с для растворов с различной концентрацией вещества. В растворах с концентрацией более 10-3 моль/л обычно наблюдается появление полимерных частиц.3. При изменении степени сольватации (гидратации), которая зависит от концентрации раствора, меняется поглощение раствора.4. Изменение концентрации ионов водорода [H+] в растворе определяемого вещества проявляется в нескольких направлениях:§ Если реагент обладает кислотными свойствами, то полнота образования окрашенного комплексного соединения зависит от pH раствора. Чем менее устойчиво образующееся комплексное соединение, тем сильнее сказывается влияние pH раствора.§ Под влиянием [H+] в растворе изменяется форма существования веществ. Например, равновесиесмещается в зависимости от [H+], что изменяет характер спектра. При λ=440 нм наблюдается изобестическая точка (И.Т.) и при этой длине волны значение А не зависит от pH раствора. Изобестическая точка (точка одинаковой оптической плотности) – точка пересечения спектров поглощения двух компонентов раствора, находящихся в равновесии. Ниже представлен рисунок – спектры поглощения хромат- и бихромат-ионов.
2. Что можно сказать по ИК-спектру о структуре вещества, содержащего 54,53%. углерода и 9,15% водорода.2850 - 2980 см-1 - валентные колебания метильной и метиленовой групп; 1760 см-1 - ( валентные колебания), 1270 и 1070 см-1 (деформационные колебания) карбонильной группы в сложных эфирах;1460 см-1 - деформационное колебание метиленовой группы;1380 см-1 - деформационное колебание метильной группы;Отсутствие полос поглощение в области 1500-1600 см-1 говорит об отсутствии ненасыщенных и ароматических связей в молекуле. Наличие узкой синглетной полосы около 3450 см-1 , очевидно, определено примесью алифатического спирта.Таким образом, исследуемое соединение относится к алифатическим сложным эфирам. Процентное содержание кислорода в молекуле исследуемого соединения составляет 36,32% (100-(54,53+9,15)), что соответствует двум атомам (или М.массе 32). Решая простую пропорцию, находим, что 1% соответствует 0,874 у.е.. Отсюда, легко найти, что исследуемое соединение содержит 54,53x0.874/12=4 атома углерода и 9,15х0,874/1=8 атомов водорода; т.е. имеет брутто-формулу С4 Н8 O2 и является либо этилацетатом CH3 CH2 – О – С(О)СН3 , либо метилпропионатом CH3 – О – С(O) CH2 CH33.
1610 и 1510 см-1 - скелетное колебание бензольного кольца;1380 см-1 - деформационное колебание метильной группы;690 и 730 см-1 - неплоские деформационные колебания пяти смежных атомов водорода ароматического кольца.Таким образом, очевидно, что соединение «а» представляет собой моно-метильное производное бензола - толуол C6 H5 CH3 (М.масса - 92)Соединение «б»1300 см-1 - валентное колебание связанной гидроксильной группы;3100 см-1 - валентное колебание ненасыщенной С – Н группы; 2860 и 2810 см-1 - валентное колебание насыщенной метиленовой группы: 1650 см-1 - валентное колебание – С = С – связи;1030 см-1 - валентное колебание – C – O связи первичной спиртовой группы; 990 и 920 см-1 - неплоские деформационные колебания концевой метиленовой группы.Таким образом исследуемое соединение имеет в своей структуре гидроксильную группу, двойную связь и насыщенную и ненасыщенную (концевую) метиленовые группы, и, очевидно, является аллиловым спиртом CH2 = СН – СН2 – ОН (М.масса 58).3. Относительная оптическая плотность раствора сульфосалицилатного комплекса железа (1) рана Али х 0,290, (-5 см). Вычислить концентрацию (мг/мл) железа. Если раствор сравнения содержил 0,0576 мг Fe в 50.0 мл, в молярный коэффициент светопоглощения сульфосалицилатного комплекса железа (II) равен 3000.Билет №61.Закон Бугера-Ламберта-Бера. Обьясните физические и химические причины отклонений от закона поглощения.Закон БераВ 1852 г. А. Бер1 на опыте получил зависимость, в соответствии с которой поглощение света пропорционально числу поглощающих частиц вещества: где с — концентрация вещества, моль/л; є — молярный коэффициент экстинкции, л/(моль-см).Данная зависимость получила название правила или закона Бера:Каждая молекула (атом) поглощает одинаковую часть падающего излучения.Молярный коэффициент экстинкции є - выражает меру ослабления света при его распространении в веществе за счет совместного действия поглощения и рассеяния света. Поглощающая часть экстинкции определяет светопроницаемость среды. Так, высокой светопроницаемостью обладают среды с низким поглощением, и наоборот. Наряду с показателем преломления є относится к основным характеристикам, определяющим оптические свойства вещества.
Закон Бера применим для растворов поглощающих веществ в практически не поглощающем растворителе.Закон Бугера — Ламберта — Бера (основной закон светопоглощения)Если закон Бугера — Ламберта и закон Бера соблюдаются, применяется объединенный закон Бугера — Ламберта — Бера, который определяет ослабление параллельного монохроматического пучка света при его распространении в поглощающей среде (как правило, в разбавленных растворах).Этот закон связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с толщиной его слоя и концентрацией в растворе:
На практике используется величина так называемой оптической плотности (D): В этой связи закон Бугера — Ламберта — Бера для практических применений формулируется следующим образом:Оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации в нем светопоглощающего вещества, толщине слоя и молярному коэффициенту светопоглощения (экстинкции).Понятие оптической плотности было введено Р. Бунзеном для характеристики ослабления света в слоях веществ. D является мерой непрозрачности слоя вещества для световых лучей, это безразмерная величина, представляющая собой десятичный логарифм обратной величины коэффициента пропускания т: Показатель D, так же как и т, зависит от длины волны источника света, регистрируется спектрофотометрами и спектро-денситометрами.Графическая зависимость D = /(X) или є = /(X) называется спектральной кривой поглощения или спектром поглощения.Участок спектра, на котором наблюдается интенсивное поглощение излучения, называют полосой поглощения. Полосы поглощения имеют характерный вид Гауссовой (колоколообразной) кривой.Поведение поглощающих систем подчиняется закону Б-Л-Б только лишь:1. монохроматичности светового потока;2. отсутствии химических изменений в поглощающей системе;3. постоянстве коэффициента преломления.При нарушении этих условий ε изменяется и график зависимости А –f (c), т.е. Г.Г. искривляется. Если ε уменьшается – наблюдается отрицательное отклонение от закона, если ε увеличивается – положительное.
Причины отклонения от основного закона светопоглощения могут быть кажущимися и истинными. Кажущиеся причины могут быть физические (инструментальные) и химические. Кажущиеся причины, обусловленные немонохроматичностью светового потока, рассеянием света и случайными излучениями, называют инструментальными. А вызванные химическими взаимодействиями – химическими. Истинные причины связаны с изменением коэффициента преломления (n). Т.к. мы исследуем растворы с низкими концентрациями, то значение n – мало, поэтому им можно пренебречь.Химические взаимодействия поглощающего вещества в растворе также являются причиной отклонения от закона Б-Л-Б.1. Под влиянием посторонних электролитов происходит деформация молекул или заряженных частиц поглощающего вещества, что приводит к изменению спектра поглощения этого вещества. Например, с изменением ионной силы раствора изменяется спектр комплексного соединения титана с хромотроповой кислотой.2. При изменении концентрации раствора меняется сила взаимодействия частиц в нем и может наблюдаться полимеризация или деполимеризация (ассоциация или диссоциация). Например, раствор бензилового спирта в CCl4 при различных концентрациях C6H5CH2OH может находиться в виде мономера или полимера: nC6H5CH2OH↔(C6H5CH2OH)n Эти формы поглощают излучение различных участков спектра. На отсутствие полимеризации указывает постоянство ε и соблюдение линейной зависимости А от с для растворов с различной концентрацией вещества. В растворах с концентрацией более 10-3 моль/л обычно наблюдается появление полимерных частиц.3. При изменении степени сольватации (гидратации), которая зависит от концентрации раствора, меняется поглощение раствора.4. Изменение концентрации ионов водорода [H+] в растворе определяемого вещества проявляется в нескольких направлениях:§ Если реагент обладает кислотными свойствами, то полнота образования окрашенного комплексного соединения зависит от pH раствора. Чем менее устойчиво образующееся комплексное соединение, тем сильнее сказывается влияние pH раствора.§ Под влиянием [H+] в растворе изменяется форма существования веществ. Например, равновесиесмещается в зависимости от [H+], что изменяет характер спектра. При λ=440 нм наблюдается изобестическая точка (И.Т.) и при этой длине волны значение А не зависит от pH раствора. Изобестическая точка (точка одинаковой оптической плотности) – точка пересечения спектров поглощения двух компонентов раствора, находящихся в равновесии. Ниже представлен рисунок – спектры поглощения хромат- и бихромат-ионов.
2. Что можно сказать по ИК-спектру о структуре вещества, содержащего 54,53%. углерода и 9,15% водорода.2850 - 2980 см-1 - валентные колебания метильной и метиленовой групп; 1760 см-1 - ( валентные колебания), 1270 и 1070 см-1 (деформационные колебания) карбонильной группы в сложных эфирах;1460 см-1 - деформационное колебание метиленовой группы;1380 см-1 - деформационное колебание метильной группы;Отсутствие полос поглощение в области 1500-1600 см-1 говорит об отсутствии ненасыщенных и ароматических связей в молекуле. Наличие узкой синглетной полосы около 3450 см-1 , очевидно, определено примесью алифатического спирта.Таким образом, исследуемое соединение относится к алифатическим сложным эфирам. Процентное содержание кислорода в молекуле исследуемого соединения составляет 36,32% (100-(54,53+9,15)), что соответствует двум атомам (или М.массе 32). Решая простую пропорцию, находим, что 1% соответствует 0,874 у.е.. Отсюда, легко найти, что исследуемое соединение содержит 54,53x0.874/12=4 атома углерода и 9,15х0,874/1=8 атомов водорода; т.е. имеет брутто-формулу С4 Н8 O2 и является либо этилацетатом CH3 CH2 – О – С(О)СН3 , либо метилпропионатом CH3 – О – С(O) CH2 CH33.