Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét chi tiết các phương pháp phân tích dựa trên sự thay đổi trạng thái năng lượng của các nguyên tử riêng lẻ. Đây là những phương pháp phân tích quang học. Hãy đưa ra mô tả của từng người trong số họ, nêu bật các tính năng đặc biệt.
Định nghĩa
Phương pháp phân tích quang học - một tập hợp các phương pháp dựa trên sự thay đổi trạng thái năng lượng của các nguyên tử riêng lẻ. Tên thứ hai của chúng là quang phổ nguyên tử.
Phương pháp phân tích quang học sẽ khác ở phương pháp thu và ghi thêm tín hiệu (cần thiết để phân tích). Chữ viết tắt OMA cũng được sử dụng để chỉ định chúng. Phương pháp phân tích quang học được sử dụng để nghiên cứu các dòng năng lượng của các electron hóa trị, bên ngoài. Chung cho tất cả sự đa dạng của chúng là nhu cầu phân hủy sơ bộ thành các nguyên tử (nguyên tử hóa) của chất được phân tích.
Các loại phương pháp
Chúng ta đã biết chính xác phương pháp phân tích quang học là gì. Bây giờ hãy xem xét sự đa dạng của các phương pháp này:
- Đo khúc xạphân tích.
- Phân tích phân cực.
- Một bộ các phương pháp hấp thụ quang học.
Chúng tôi sẽ phân tích riêng từng vị trí của phân loại các phương pháp phân tích quang học này.
Đa dạng khúc xạ
Chiết suất áp dụng ở đâu? Loại phương pháp phân tích quang phổ này được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu các sản phẩm thực phẩm - chất béo, cà chua, các loại nước trái cây khác nhau, mứt, mứt.
Phân tích khúc xạ dựa trên việc đo chỉ số khúc xạ (tên gọi khác là khúc xạ), có thể được sử dụng để đánh giá một cách đáng tin cậy bản chất của một chất cụ thể, độ tinh khiết và phần trăm của nó trong các dung dịch khối lượng.
Sự khúc xạ của một chùm ánh sáng sẽ luôn xảy ra ở ranh giới của hai phương tiện truyền thông khác nhau, miễn là chúng có mật độ khác nhau. Tỉ số giữa sin của góc tới và sin của góc khúc xạ sẽ là chiết suất tỉ đối của chất thứ hai so với chất thứ nhất. Giá trị này được coi là không đổi.
Chỉ số khúc xạ phụ thuộc vào điều gì? Trước hết, từ bản chất của vật chất. Bước sóng ánh sáng và nhiệt độ cũng quan trọng ở đây.
Nếu góc của ánh sáng rơi xuống 90 độ, vị trí này sẽ được coi là góc khúc xạ giới hạn. Giá trị của nó sẽ chỉ phụ thuộc vào các chỉ số của những phương tiện mà ánh sáng đi qua. Nó cho cái gì? Nếu chiết suất của môi trường thứ nhất mở cho nhà nghiên cứu, thì sau khi đo góc khúc xạ giới hạn của môi trường thứ hai, anh ta có thể xác định chiết suất của môi trường mà anh ta quan tâm.
Polarimetric đa dạng
Chúng tôi tiếp tục phân tích những điều cơ bản của các phương pháp phân tích quang học. Phép đo phân cực dựa trên tính chất của một số loại chất để thay đổi vectơ của dao động ánh sáng.
Những chất có đặc tính đáng chú ý này, khi một chùm tia phân cực đi qua chúng, được gọi là hoạt động quang học. Ví dụ, các đặc điểm cấu trúc của các phân tử của toàn bộ khối lượng đường xác định sự biểu hiện của hoạt tính quang học trong các dung dịch khác nhau.
Một chùm tia phân cực được truyền qua một lớp dung dịch có hoạt chất quang học như vậy. Hướng của dao động sẽ bị thay đổi - mặt phẳng phân cực do đó sẽ bị quay một góc nhất định. Nó sẽ được gọi là góc quay của mặt phẳng phân cực. Vị trí này phụ thuộc vào một số yếu tố sau:
- Sự quay của mặt phẳng phân cực.
- Độ dày và nồng độ của lớp thử nghiệm của dung dịch.
- Bước sóng của chùm tia phân cực nhất.
- Nhiệt độ.
Mật độ quang học của một chất trong trường hợp này sẽ được đặc trưng bởi chuyển động quay riêng. Giá trị này là gì? Nó được hiểu là góc mà mặt phẳng phân cực quay khi một chùm tia phân cực đi qua dung dịch. Các giá trị có điều kiện sau được chấp nhận:
- 1 ml dung dịch.
- 1 g chất hòa tan trong thể tích dung dịch này.
- Chiều dày của lớp dung dịch (hoặc chiều dài của ống phân cực) là 1 dm.
Hấp thụ quang họcđa dạng
Chúng ta tiếp tục làm quen với các phương pháp phân tích quang học trong hóa học phân tích. Hạng mục tiếp theo trong bảng phân loại là độ hấp thụ quang học.
Điều này bao gồm những phương pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ của các chất được phân tích. Ngày nay chúng được coi là phổ biến nhất trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, khoa học, chứng nhận.
Khi ánh sáng bị hấp thụ, các phân tử và nguyên tử của chất hấp thụ sẽ chuyển sang trạng thái mới bị kích thích. Hiện tại, tùy thuộc vào sự đa dạng của các chất như vậy, cũng như khả năng biến đổi năng lượng mà chúng hấp thụ, toàn bộ các phương pháp quang học hấp thụ được phân biệt. Chúng tôi sẽ trình bày chúng chi tiết hơn trong tiêu đề phụ tiếp theo.
Phân loại các phương pháp hấp thụ quang học
Chúng tôi lưu ý đến bạn sự phân loại của các phương pháp phân tích quang học này trong hóa học. Nó được thể hiện bằng bốn vị trí:
- Hấp thụ nguyên tử. Những gì được bao gồm ở đây? Đây là một phân tích dựa trên sự hấp thụ năng lượng ánh sáng của các nguyên tử của các chất được nghiên cứu.
- Phân tử hấp thụ. Phương pháp này dựa trên sự hấp thụ ánh sáng của các ion phức và các phân tử của chất được nghiên cứu, phân tích. Ở đây người ta chú ý nhiều đến vùng hồng ngoại, vùng khả kiến và vùng cực tím của quang phổ. Theo đó, đó là các phép đo quang phổ, đo quang phổ, quang phổ IR. Điều gì quan trọng cần làm nổi bật ở đây? Phép đo quang phổ và phép đo màu dựa trên sự tương tác của bức xạ với một số hệ thống đồng nhất. Do đó, trongTrong hóa học phân tích, chúng thường được kết hợp thành một nhóm - phương pháp trắc quang.
- Thận trọng. Loại phân tích này dựa trên sự hấp thụ và tán xạ thêm của năng lượng ánh sáng bởi các hạt lơ lửng của chất đang được nghiên cứu.
- Phân tích huỳnh quang (hoặc phát quang). Phương pháp này dựa trên phép đo bức xạ xuất hiện khi năng lượng được giải phóng bởi các phân tử kích thích của chất được nghiên cứu bởi nhà nghiên cứu. Biểu diễn bằng huỳnh quang và lân quang. Chúng tôi sẽ phân tích chúng một cách riêng biệt.
Phát quang
Sự phát quang nói chung trong giới khoa học được gọi là sự phát sáng của các nguyên tử, phân tử, ion và các hạt, hợp chất phức tạp hơn của vật chất. Nó xuất hiện do sự chuyển đổi của các electron từ trạng thái kích thích sang trạng thái bình thường.
Vì vậy, để một chất bắt đầu phát quang, một lượng năng lượng nhất định phải được cung cấp cho nó từ bên ngoài. Các hạt của chất đang nghiên cứu sẽ hấp thụ năng lượng, chuyển sang trạng thái kích thích, trong đó chúng sẽ duy trì trong một khoảng thời gian nhất định. Sau đó quay trở lại trạng thái nghỉ ngơi trước đó, đồng thời cho đi một phần năng lượng của chính nó dưới dạng lượng tử phát quang.
Phốt pho và huỳnh quang
Tùy thuộc vào loại trạng thái kích thích, cũng như thời gian cư trú của chất trong đó, có hai loại phát quang - lân quang và huỳnh quang. Mỗi người trong số họ đều nổi bật với những đặc điểm riêng biệt:
- Huỳnh quang. Một kiểu tự phát quang của một chất nhất định,sẽ chỉ tiếp tục khi được chiếu xạ. Khi nhà nghiên cứu loại bỏ nguồn kích thích, sự phát sáng sẽ dừng lại ngay lập tức hoặc sau 0,001 giây.
- Phốt phát quang. Một kiểu tự phát quang của một chất nhất định sẽ tiếp tục ngay cả khi ánh sáng kích thích chất đó bị tắt.
Đó là sự phát quang được sử dụng để nghiên cứu các sản phẩm thực phẩm. Phương pháp nghiên cứu phát quang giúp phát hiện một chất trong mẫu nghiên cứu ở nồng độ 10-11g / g. Phương pháp này sẽ tốt để xác định một số loại vitamin, sự hiện diện của protein và chất béo trong các sản phẩm sữa, nghiên cứu độ tươi của các sản phẩm thịt và cá, chẩn đoán hư hỏng của trái cây, rau và quả mọng. Ngoài ra, nghiên cứu phát quang còn được sử dụng để phát hiện tạp chất dược liệu, chất bảo quản, thuốc trừ sâu và các chất gây ung thư khác nhau trong các sản phẩm.
Toàn bộ nhóm hấp thụ thường được kết hợp thành một loại quang phổ (hoặc quang phổ) trong phân loại các phương pháp phân tích quang học trong hóa học phân tích. Mặc dù thực tế là các phương pháp vốn đã khác nhau, nhưng chúng đều có một điểm chung: chúng dựa trên cùng một định luật hấp thụ ánh sáng. Nhưng đồng thời, có sự khác biệt đáng kể về loại hạt hấp thụ, thiết kế phần cứng của nghiên cứu, v.v.
Hình ảnh đa dạng
Tên tập hợp các phương pháp phân tích quang phổ hấp thụ phân tử. Chúng dựa trên sự hấp thụ có chọn lọcbức xạ điện từ trong vùng khả kiến, vùng tử ngoại, vùng hồng ngoại bởi các phân tử của thành phần đang nghiên cứu. Nồng độ của nó được xác định bởi một chuyên gia theo định luật Bouguer-Lambert-Beer.
Phân tích trắc quang bao gồm phép đo quang, phép đo quang phổ và phép đo màu quang.
Đa dạng đo màu quang học
Phương pháp đo màu quang điện khách quan hơn khi so sánh với phương pháp đo màu trực quan. Theo đó, nó cho kết quả nghiên cứu chính xác hơn. Các FEC khác nhau được sử dụng ở đây - máy đo màu quang điện.
Quang thông khi đi qua chất lỏng có màu sẽ bị hấp thụ một phần. Phần còn lại của nó rơi vào tế bào quang điện, nơi phát sinh một dòng điện, ghi lại một ampe kế. Nồng độ của dung dịch càng đậm thì mật độ quang của nó càng lớn. Mức độ hấp thụ ánh sáng càng lớn và cường độ của dòng quang tạo ra càng nhỏ.
Chúng tôi đã kiểm tra toàn bộ sự phân loại của các phương pháp phân tích quang học được sử dụng ngày nay trong hóa học phân tích: khúc xạ, phân cực, hấp thụ quang. Chúng liên kết với nhau bởi nhu cầu nguyên tử hóa sơ bộ của chất. Nhưng đồng thời, mỗi phương pháp được phân biệt bằng các đặc điểm riêng biệt - các phương pháp tiếp nhận và đăng ký tín hiệu để phân tích.
