Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
МЕТОДЫ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Дорогова В Б, Игнатьева Л П,
2.1. Краткие теоретические сведения
Методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами, представляют обширную группу абсорбционных оптических методов. При поглощении света атомы и молекулы поглощающих веществ переходят в новое возбужденное состояние. В зависимости от вида поглощающих частиц и способов трансформирования поглощенной энергии различают:
1. Атомно-абсорбционный анализ, основанный на поглощении световой энергии атомами анализируемых веществ.
2. Молекулярный абсорбционный анализ, основанный по поглощению света молекулами анализируемого вещества и сложными ионами в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра (спектрофотометрия, фотоколориметрия, ИК-спектроскопия).
3. Анализ по поглощению и рассеянию световой энергии взвешенными частицами анализируемого вещества (турбидиметрия, нефелометрия).
4. Люминесцентный (флуорометрический) анализ, основанный на измерении излучения, возникающего в результате выделения энергии возбужденными молекулами анализируемого вещества.
Поскольку фотоколориметрия и спектрофотометрия основаны на взаимодействии излучения с однородными системами, их обычно объединяют в одну группу фотометрических методов анализа. Все остальные методы имеют существенные различия и существуют как самостоятельные (1,9–11).
В фотометрических методах анализа используют избирательное поглощение света молекулами анализируемого вещества. В результате
поглощения излучения молекула поглощающего вещества переходит из основного состояния с минимальной энергией Е1 в более высокое энергетическое состояние Е2.
Электронные переходы, вызванные поглощением строго определенных квантов световой энергии, характеризуются наличием строго определенных полос поглощения в электронных спектрах поглощающих молекул. Причем поглощение света происходит только в том случае, когда энергия поглощаемого кванта совпадает с разностью энергий ?Е между квантовыми энергетическими уровнями в конечном (Е2) и начальном (Е1) состояниях поглощающей молекулы:
h? = ?Е = Е2 – Е1; (2.1)
|
где h – |
постоянная Планка (6,625·10–34 Дж•с); |
|
? – |
частота поглощения излучения. |
Природа полос поглощения в ультрафиолетовой (10–400 нм) и видимой (400–760 нм) областях спектра одинакова и связана главным образом с числом и расположением электронов в поглощающих молекулах и ионах. В инфракрасной области (0,8–1000 мкм) она в большей степени связана с колебаниями атомов в молекулах поглощающего
вещества.
В зависимости от используемой аппаратуры в фотометрическом анализе различают спектрофотометрический метод – анализ по поглощению монохроматического[1] света в видимой и ульрафиолетовой областях спектра, и фотоколориметрический[2] – анализ по поглощению полихроматического света в видимой области спектра.
Фотометрические методы подразделяют на прямые и косвенные. В прямых методах определяемый ион (И) с помощью реагента (R) переводят в светопоглощающее соединение ИR, а затем измеряют интенсивность светопоглощения раствора этого соединения.
При косвенных определениях используют вспомогательные реагенты, которые при взаимодействии с определяемым ионом либо разрушаются, сами, либо образуют новые светопоглощающие соединения.