В залежності від типу взаємодії випромінювання з речовиною розрізняють спектри випускання і спектри поглинання.
Види спектрів випускання:
емісійні спектри - испускаются термічно збудженими частинками;
спектри люмінесценції - испускаются Нетермічні збудженими частками (під дією енергії електромагнітного випромінювання, електричного поля, енергії хімічної реакції та ін.).
У залежності від природи частинок спектри ділять на атомні (лінійчаті) і молекулярні (смугасті). У свою чергу, молекулярні спектри можуть бути: обертальними; коливальними; електронними.
. 1 Атомні емісійні спектри. Емісійна фотометрія полум'я
Атомні емісійні спектри складаються з окремих ліній, тому їх називають «лінійчатими» Для кожного елемента характерний свій вид спектра. Спектри атома і іона розрізняються, так як у них різне електронна будова. Атомні емісійні спектри обумовлені тільки спонтанними (мимовільними) електронними переходами в термічно збуджених атомах. Якщо атомної системі повідомити енергію, то електрони атомів переходять в збуджений стан. Потім вони спонтанно повертаються в основний стан. При цьому надлишкова енергія випускається у вигляді квантів світла з частотою н=ДЕ/h.
Для отримання атомного емісійного спектра необхідно:
атомизировать речовина (перевести його в атомарний стан);
порушити отримані атоми. При цьому енергія, витрачена на збудження, повинна бути менше потенціалу іонізації, інакше вийде спектр іона. Якщо умови атомізації і збудження постійні і не ускладнюються сторонніми фізико-хімічними та оптичними явищами, то число збуджених атомів прямо пропорційно концентрації речовини.
Реєстрація атомних емісійних спектрів проводиться двома способами:
фотографічним, при якому мірою інтенсивності служить ступінь почорніння фотоемульсії;
фотоелектричним, при якому мірою інтенсивності служить величина електричного сигналу (сила фотоструму).
Метод емісійної фотометрії полум'я заснований на вимірюванні інтенсивності світла, випромінюваного збудженими частками (атомами або молекулами) при введенні речовини в полум'я пальника. Аналітичні можливості методу - визначення лужних і лужноземельних металів. Вони обмежені можливостями джерела збудження - полум'я. Воно володіє меншою енергією збудження, ніж інші джерела (дуга, іскра і т. П), тому в полум'ї порушуються тільки елементи з низьким потенціалом збудження.
Принцип методу полягає в наступному. Аналізований розчин розпилюють у вигляді аерозолю в полум'я пальника. Що виникає випромінювання визначається елемента відділяється від стороннього за допомогою світлофільтру і, потрапляючи на фотоелемент, викликає фотострум, який вимірюється за допомогою мікроамперметра.
Полум'я - це низькотемпературна рівноважна плазма. Основними характеристиками полум'я є його склад і робоча температура. До складу полум'я завжди входять два газу:
горючий газ - природний газ, метан, пропан, ацетилен та інші;
газ-окислювач - повітря, кисень, озон, фтор та інші.
Оскільки метод фотометрії полум'я є чисто фізичним, тобто не вимагає проведення хімічних реакцій, то для визначення невідомої концентрації неможливо застосувати непрямий прийом - інструментальне титрування. Для цих цілей застосовуються всі інші відомі прийоми (прямі):
метод градуювального графіка;
метод стандартів;
метод добавок: дуже ефективний для зменшення систематичних похибок, викликаних фізико-хімічними перешкодами.
. 2 Молекулярні абсорбційні спектри. Методи молекулярного абсорбційного аналізу
Спектри поглинання, на відміну від спектрів випускання, обумовлені вимушеними електронними переходами, які відбуваються під впливом випромінювання від зовнішнього джерела. Для отримання спектрів поглинання речовина поміщають в поле електромагнітного випромінювання. Якщо енергія кванта з частотою нi не менше, аніж енергія переходу то перехід може здійснитися, в результаті речовина буде поглинати світло з частотою нi. Якщо енергія кванта з частотою нi менше енергії переходу то перехід не може здійснитися, тому речовина не буде поглинати світло з частотою нi. Отже, основною умовою поглинання є збіг енергії переходу і енергії поглинається фотона. Ще однією умовою поглинання є те, що перехід має бути дозволений правилами відбору. Так, заборонені переходи між рівнями s ® d, p ® f, за участю більше одного електрона, зі зміною спина і так далі.
Область інтенсивного поглинання випром...
