Sa artikulong ito ay isasaalang-alang namin nang detalyado ang mga analytical na pamamaraan na nakabatay sa pagbabago ng estado ng enerhiya ng mga indibidwal na atom. Ito ay mga optical na pamamaraan ng pagsusuri. Bigyan natin ng paglalarawan ang bawat isa sa kanila, i-highlight ang mga natatanging tampok.
Definition
Mga Optical na pamamaraan ng pagsusuri - isang hanay ng mga pamamaraan batay sa pagbabago ng estado ng enerhiya ng mga indibidwal na atom. Ang kanilang pangalawang pangalan ay atomic spectroscopy.
Ang mga optical na paraan ng pagsusuri ay mag-iiba sa paraan ng pagkuha at karagdagang pag-record ng signal (kinakailangan para sa pagsusuri). Ginagamit din ang abbreviation na OMA para italaga ang mga ito. Ang mga optical na pamamaraan ng pagsusuri ay ginagamit upang pag-aralan ang mga daloy ng enerhiya ng valence, mga panlabas na electron. Karaniwan sa lahat ng pagkakaiba-iba ng mga ito ay ang pangangailangan para sa paunang agnas sa mga atom (atomization) ng sinuri na sangkap.
Mga uri ng pamamaraan
Alam na natin kung ano ang eksaktong isang optical na paraan ng pagsusuri. Isaalang-alang ngayon ang iba't ibang mga pamamaraang ito:
- Refractometricpagsusuri.
- Polarimetric analysis.
- Isang set ng optical absorption method.
Aming susuriin ang bawat isa sa mga posisyon ng klasipikasyong ito ng mga optical na pamamaraan ng pagsusuri nang hiwalay.
Refractometric variety
Saan naaangkop ang refractive index? Ang ganitong uri ng optical-spectral na paraan ng pagsusuri ay malawakang ginagamit sa pag-aaral ng mga produktong pagkain - taba, kamatis, iba't ibang juice, jam, jam.
Ang refractive analysis ay nakabatay sa pagsukat ng refractive index (isa pang pangalan ay refraction), na magagamit para mapagkakatiwalaang hatulan ang katangian ng isang partikular na substance, ang kadalisayan nito at ang porsyento sa mass solution.
Refraction ng isang light beam ay palaging magaganap sa hangganan ng dalawang magkaibang media, basta't mayroon silang magkaibang density. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay magiging kamag-anak na refractive index ng pangalawang sangkap sa una. Ang halagang ito ay itinuturing na pare-pareho.
Ano ang nakasalalay sa index ng repraksyon? Una sa lahat, mula sa likas na katangian ng bagay. Mahalaga rin dito ang light wavelength at temperatura.
Kung ang anggulo ng liwanag ay bumaba sa 90 degrees, ang posisyong ito ay ituturing na naglilimita sa anggulo ng repraksyon. Ang halaga nito ay magdedepende lamang sa mga indicator ng mga media na dinaraanan ng ilaw. Ano ang ibinibigay nito? Kung ang refractive index ng unang medium ay bukas sa mananaliksik, pagkatapos ay pagkatapos sukatin ang limitasyon ng anggulo ng repraksyon ng pangalawa, matutukoy niya ang refractive index ng medium na interesado na sa kanya.
Polarimetric variety
Patuloy naming sinusuri ang mga pangunahing kaalaman ng optical na pamamaraan ng pagsusuri. Ang polarimetric ay batay sa pag-aari ng ilang partikular na uri ng substance para baguhin ang vector ng mga light oscillations.
Ang mga sangkap na may ganitong kahanga-hangang katangian, kapag ang isang polarized beam ay dumaan sa kanila, ay tinatawag na optically active. Halimbawa, ang mga tampok na istruktura ng mga molekula ng buong masa ng mga asukal ay tumutukoy sa pagpapakita ng aktibidad ng optical sa iba't ibang solusyon.
Ang isang polarized beam ay dumaan sa isang layer ng solusyon ng naturang optically active substance. Ang direksyon ng oscillation ay mababago - ang eroplano ng polariseysyon bilang isang resulta nito ay paikutin ng isang tiyak na anggulo. Ito ay tatawaging anggulo ng pag-ikot ng eroplano ng polariseysyon. Nakadepende ang posisyong ito sa sumusunod na bilang ng mga salik:
- Pag-ikot ng plane ng polarization.
- Kapal at konsentrasyon ng pansubok na layer ng solusyon.
- Ang wavelength ng pinakapolarized beam.
- Temperatura.
Ang optical density ng isang substance sa kasong ito ay mailalarawan sa pamamagitan ng partikular na pag-ikot. Ano ang halagang ito? Ito ay nauunawaan bilang anggulo kung saan umiikot ang eroplano ng polarization kapag ang isang polarized beam ay dumaan sa solusyon. Ang mga sumusunod na conditional value ay tinatanggap:
- 1 ml na solusyon.
- 1 g ng substance na natunaw sa dami ng solusyong ito.
- Ang kapal ng layer ng solusyon (o ang haba ng polarizing tube) ay 1 dm.
Optical absorptionvariety
Patuloy kaming nakikilala sa mga optical na pamamaraan ng pagsusuri sa analytical chemistry. Ang susunod na kategorya sa klasipikasyon ay optical absorption.
Kabilang dito ang mga pamamaraan ng pagsusuri na nakabatay sa pagsipsip ng electromagnetic radiation ng mga nasuri na sangkap. Ang mga ito ay itinuturing ngayon na pinakakaraniwan sa mga laboratoryo ng pananaliksik, siyentipiko, at certification.
Kapag ang liwanag ay na-absorb, ang mga molekula at atomo ng sumisipsip na mga sangkap ay dadaan sa isang nasasabik na bagong estado. Na, depende sa iba't ibang mga naturang sangkap, pati na rin ang kakayahang ibahin ang anyo ng enerhiya na hinihigop ng mga ito, ang isang buong hanay ng mga optical na pamamaraan ng pagsipsip ay nakikilala. Ipapakita namin ang mga ito nang mas detalyado sa susunod na subheading.
Pag-uuri ng mga paraan ng optical absorption
Dinadala namin sa iyong pansin ang pag-uuri ng mga pamamaraang ito ng optical analysis sa kimika. Ito ay kinakatawan ng apat na posisyon:
- Atomic absorption. Ano ang kasama dito? Isa itong pagsusuri batay sa pagsipsip ng liwanag na enerhiya ng mga atom ng mga sangkap na pinag-aaralan.
- Absorptive molecular. Ang pamamaraang ito ay batay sa pagsipsip ng liwanag ng mga kumplikadong ion at molekula ng pinag-aralan, nasuri na sangkap. Maraming pansin ang binabayaran dito sa mga infrared, nakikita at ultraviolet na mga zone ng spectrum. Alinsunod dito, ang mga ito ay photocolorimetry, spectrophotometry, IR spectroscopy. Ano ang mahalagang i-highlight dito? Ang spectrophotometry at photocolorimetry ay batay sa pakikipag-ugnayan ng radiation sa isang bilang ng mga homogenous system. Samakatuwid, saSa analytical chemistry, madalas silang pinagsama sa isang grupo - mga pamamaraang photometric.
- Nephelometry. Ang ganitong uri ng pagsusuri ay nakabatay sa pagsipsip at karagdagang pagkalat ng liwanag na enerhiya ng mga nasuspinde na particle ng substance na pinag-aaralan.
- Fluorometric (o luminescent) na pagsusuri. Ang pamamaraan ay batay sa pagsukat ng radiation na lumilitaw kapag ang enerhiya ay inilabas ng mga nasasabik na molekula ng sangkap na pinag-aaralan ng mananaliksik. Kinakatawan ng fluorescence at phosphorescence. Susuriin namin ang mga ito nang hiwalay.
Luminescence
Luminescence sa pangkalahatan sa siyentipikong mundo ay tinatawag na glow ng atoms, molecules, ions at iba pang mas kumplikadong particle at compound ng matter. Lumilitaw ito bilang resulta ng paglipat ng mga electron sa normal na estado mula sa nasasabik na estado.
Kaya, para magsimulang luminesce ang isang substance, dapat na ibigay dito ang isang tiyak na halaga ng enerhiya mula sa labas. Ang mga particle ng substance sa ilalim ng pag-aaral ay sumisipsip ng enerhiya, na dumadaan sa isang nasasabik na estado, kung saan mananatili sila sa isang tiyak na tagal ng panahon. Pagkatapos ay bumalik sa dating estado ng pahinga, habang nagbibigay ng bahagi ng sarili nitong enerhiya sa anyo ng luminescence quanta.
Phosphorescence at fluorescence
Depende sa uri ng estado ng nasasabik, pati na rin sa oras ng paninirahan ng substance sa loob nito, mayroong dalawang uri ng luminescence - phosphorescence at fluorescence. Ang bawat isa sa kanila ay namumukod-tangi sa mga natatanging katangian nito:
- Fluorescence. Isang uri ng self-luminescence ng isang tiyak na sangkap, namagpapatuloy lamang kapag na-irradiated. Kapag inalis ng researcher ang pinagmumulan ng excitement, ang glow ay titigil kaagad o pagkatapos ng 0.001 segundo.
- Phosporescence. Isang uri ng self-luminescence ng isang partikular na substance na magpapatuloy kahit patayin ang liwanag na nagpapasigla dito.
Ito ay phosphorescence na ginagamit sa pag-aaral ng mga produktong pagkain. Ang luminescent na paraan ng pananaliksik ay nakakatulong na makita ang isang substance sa pinag-aralan na sample sa konsentrasyon nito na 10-11g/g. Ang pamamaraang ito ay magiging mabuti para sa pagtukoy ng ilang mga uri ng bitamina, ang pagkakaroon ng mga protina at taba sa mga produkto ng pagawaan ng gatas, pag-aaral ng pagiging bago ng mga produkto ng karne at isda, pag-diagnose ng pinsala sa mga prutas, gulay, at berry. Gayundin, ginagamit ang luminescent research para makita ang mga medicinal inclusion, preservative, pesticides, at iba't ibang carcinogenic substance sa mga produkto.
Ang buong pangkat ng pagsipsip ay madalas na pinagsama sa isang spectrochemical (o spectroscopic) na kategorya sa pag-uuri ng mga optical na pamamaraan ng pagsusuri sa analytical chemistry. Sa kabila ng katotohanan na ang mga pamamaraan ay likas na naiiba, lahat sila ay may isang bagay na karaniwan: ang mga ito ay batay sa parehong mga batas ng pagsipsip ng liwanag. Ngunit sa parehong oras, may mga makabuluhang pagkakaiba sa uri ng sumisipsip na mga particle, disenyo ng hardware ng pag-aaral, at iba pa.
Photometric variety
Ang pangalan ng set ng mga pamamaraan ng spectral molecular absorption analysis. Ang mga ito ay batay sa selective absorptionelectromagnetic radiation sa nakikita, ultraviolet, infrared na mga rehiyon ng mga molekula ng sangkap na pinag-aaralan. Ang konsentrasyon nito ay tinutukoy ng isang espesyalista ayon sa batas ng Bouguer-Lambert-Beer.
Photometric analysis ay kinabibilangan ng photometry, spectrophotometry, at photocolorimetry.
Photoelectrocolorimetric variety
Ang pamamaraang photoelectrocolorimetric ay mas layunin kung ihahambing sa visual colorimetry. Alinsunod dito, nagbibigay ito ng mas tumpak na mga resulta ng pananaliksik. Iba't ibang FEC ang ginagamit dito - photoelectric colorimeters.
Ang luminous flux kapag dumadaan sa isang may kulay na likido ay bahagyang naa-absorb. Ang natitirang bahagi nito ay nahuhulog sa photocell, kung saan ang isang electric current ay lumitaw, na nagrerehistro ng isang ammeter. Kung mas matindi ang konsentrasyon ng solusyon, mas malaki ang optical density nito. Mas malaki ang antas ng pagsipsip ng liwanag at mas maliit ang lakas ng nagreresultang photocurrent.
Sinuri namin ang buong klasipikasyon ng mga pamamaraan ng optical analysis na ginagamit ngayon sa analytical chemistry: refractometric, polarimetric, optical absorption. Ang mga ito ay nagkakaisa sa pamamagitan ng pangangailangan para sa paunang atomization ng sangkap. Ngunit sa parehong oras, ang bawat isa sa mga pamamaraan ay nakikilala sa pamamagitan ng mga natatanging katangian nito - mga uri ng pagtanggap at pagrehistro ng signal para sa pagsusuri.
