Анализдің фотометриялық әдістері

Молекулалардың энергетикалық қ ұ рылысы атомдармен салыстырғ анда ә лде қ айда кү рделі. Электрондарың қ озғ алысымен қ атар атомдардың тербеліс қ озғ алысы жә не молекуланың айналу қ озғ алысы болады. (айналу қ озғ алысы тек газ тә різді жү йелерде болады.)

Сондық тан стационар кү йде молекула энергиясы электрондық, тербеліс жә не айналу энергияларының қ осындысынан тұ рады: Е= Е_эл.+Е_терб.+Е_айн.

Атом сияқ ты молекулада белгілі бір энергетикалық кү йде ғ ана ө мір сү ре алады. Ә р электрондық дең гейдің ө зінің тербеліс дең гейі болады, ал ә р тербеліс дең гейінің ө зінің айналу дең гейі болады.

Сә йкесінше спектрлерді электронды, тербелмелі, айналмалы деп атайды.

Таза электронды спектрлер болмайды, себебі электронды ауысу тербелмеліні туғ ызады, ал тербелмелі айналмалыны туғ ызады.

Спектроскопияда молекулаларды қ оздыруғ а электромагнитті ө рістерді пайдаланады. Жә не молекула фотондарды сің іреді, барлық сің ірілген жиіліктер жиыны – молекулалық абсорбциялық спектрдеп аталады. Басқ а энергия тү рлерімен қ оздырғ ан қ олданылмайды, себебі, молекула ыдырауғ а ұ шырайды.

Толқ ын жиіліктері ν жақ ын спектр сызық тары қ осылып сің іружолақ тарын тү зеді.

Молекуланың қ озғ ан кү йден негізгі кү йге қ айтып келуі атомдармен салыстырғ анда анағ ұ рлым кү рделірек ө теді.

Кез-келген зат жарық сің іреді немесе шағ ылыстырады. Егер зат кө рінетін жарық ты сің ірсе, ол белгілі бір тү ске боялады. Кейбір заттар ультракү лгін жарық ты сің іред, ал кейбір заттар инфрақ ызыл жарық ты сің іреді. Заттың жарық ты сің іруі оның табиғ атына жә не концентрацияғ а тә уелді. Жарық сің ірудің негізгі заң дары [38, 47].

1) Бугер – Ламберт – Бердің біріккен заң ы: Егер қ абат қ алындығ ы бірдел болса, ә р тү рлі заттар тү скен жарық тың бірдей бө лігін сің іреді.

Математикалық µрнегі:

J₀ – тү скен жарық интенсивтілігі; J - ө ткен жарық интенсивтілігі; ε – сің ірудің молярлы коэффиценті – заттың табиғ атына, толқ ын ұ зындығ ына тә уелді. Т=const ал концентрацияғ а тә уелсіз; С – молярлы концентрация (моль/л); l – қ абат қ олындығ ы (см).

Егер l=1см болса, онда Т ө ткізу коэффициенті деп аталады.

Д – оптикалық тыѓыздық

Д=-lgT

Егер жарық сің іру Бугер – Ламберт-Бер заң ына бағ ынса, оптикалық тығ ыздық ерітінді концентрациясына тура пропорционал болады. Бірақ заң барлық жағ дайда орындала бермейді. Заң ның орындалу шарттары:

А)Жарық монохроматты болу керек.

Б)Ортаның сыну кө рсеткіші тұ рақ ты болу керек.

В)Коцентрация ө згергенде заттың қ ұ рамы ө згермеу керек.

2) Оптикалық тығ ыздық тың аддитивтілік заң ы:

2. Жарық сің ірудің аддитивтілік заң ы: Егер ерітіндіде бірнеше жарық сің іретін зат болса, онда ерітінді тығ ыздығ ы барлық компоненттердің тығ ыздық тарының қ осындысына тең болады.

Д=Д₁+Д₂+Д₃... Д=E₁C₁l + E₂C₂l + E₃C₃l…

Фотометриялық анализдің метрологиялық сипаттамалары

. Молекулалық абсорбциялық спектроскопияның екі ә дісі бар:

1) фотоколориметрия

2) спектрофотометрия

Фотоколориметрия кө рінетін жарық тың монохроматты сә улені сің іруді ө лшеуге негізделген ә діс. Бұ л ә діспен тү сті ерітінділерді анализдеуге болады.

Спектрофотометрия кө рінетін, ультракү лгін жә не инфрақ ызыл жарық тың монохроматты сә улесін сің іруге негізделген.

Артық шылық тары: 1) λ =210-1100 нм аралығ ында жарық сің іруді жү ргізуге болады, яғ ни тү ссіз ерітіндіде оптикалық тығ ыздығ ын ө лшеуге болады; 2) жарық тың монохроматы; 3) Ерітіндінің ғ ана емес мө лдір қ атты заттардың да оптикалық тығ ыздығ ын ө лшеуге болады; 4) Сің іру спектрі бойынша сапалық анализ жү ргізуге болады.

Сің іру спектрі деп жарық сің ірудің толқ ын ұ зындығ ына тә уелділігін атайды.

Сің іру спектрі заттың сапалы сипаттамасы, ө зіне ғ ана тә н.

Фотоколориметриялық жә не спектрофотометриялық анализ ә дiстерi периодтық жү йедегi кө птеген элементтердi, соның iшiнде негiзiнен металлдарды анық тауда қ олданылады. Бұ л ә дiстер ө ндiрiстiң металлургиялық, элекрондық, химиялық салаларында, медицинада, биология т.б. салаларда кең iнен қ олданылуда. Олардың қ оршағ ан ортаның ластануын аналитикалық бақ ылауда жә не экологиялық мә селелрдi шешуде маң ызы зор.