CHEMIA FIZYCZNA - Spektroskopia

SPEKTROSKOPIA - nauka o powstawaniu i interpretacji widm, nauka badająca oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią

E- zmiana energii h- stała Plancka v- częstotliwość

c- prędkość światła lambda- dł. Fali

Energia dostarczona atomowi

Zgodnie z zasadą zachowania energii dostarczenie atomowi lub cząsteczce kwantu energii powoduje zmianę energii wew. Atomu (lub cz.) Dostarczona energia może zmieniać różne składowe elementy energii wew. Atomu lub cząsteczki

- e. kinetycznych ruchów postępowych

- e. ruchów obrotowych

- e. drgań oscylacji

- e. elektronów znajdujących się na orbitach atom. I cząst.

- e. związaną z ukierunkowaniem spinu jąder (gdy cząst. SA umieszczone w polu magnetycznym)

Metody spektroskopowe:

Spektroskopia jądrowa - wł. Energetyczne jąder atomowych

Spektroskopia atomowa- wł. Energetyczne atomów

Spektroskopia molekularna - poziomy energetyczne i struktury cząsteczek (UV, VIS, IR)

Zakres widma

100-390 UV 390-850 VIS 850-3500 IR

Zakres widma widzialnego

430- 549 niebieskie 560-580 zielone 580-620 pomarańczowe 620-850 czerwone

Pochłonięcie (Absorpcja)

Przez atom lub cząsteczkę kwantu energii powoduje osiągnięcie wyższego poziomu energetycznego. Mówimy, ze atom znajduje się w stanie wzbudzonym.

Atomy niechętnie przebywają w stanie wzbudzonym, wracają więc do swoich stanów podstawowych pozbywając się energii (EMISJA) w postaci promieniowania o określonej długości fali. W zależności od tego, jaki etap procesu (absorpcja czy emisja) stanowi podstawę danej metody spektroskopowej dzielimy na:

• Metody emisyjne - o budowie i składzie próbki wnioskuje się na podstawie analizy promieniowania emitowanego przez substancję badaną ( rzadziej stosowne, ponieważ w norm. Temp. Cz. nie emitują promieniowania, a próby ogrzania substancji badanej do temp. Emisji mogą się zakończyć zniszczeniem badanego związku

• Metody absorpcyjne- o budowie i składzie próbki wnioskuje się na podstawie analizy promieniowania pochłoniętego z wiązki promieniowania przepuszczonej, przez subst. Badaną

Barwa biała

to najjaśniejsza z barw. Jest to zrównoważona mieszanina barw prostych, która przez człowieka odbierana jest jako najjaśniejsza w otoczeniu odmiana szarości.

Barwa czarna

To najciemniejsza z barw. W teorii oznacza brak jakiegokolwiek promieniowania z zakresu fal świetlnych. W praktyce miejsce tak ciemne, że poprzez kontrast z resztą otoczenia nie możemy określić jego barwy z powodu niedoboru światła tego kierunku.

Barwa związku

Zależy od obecności w nim pewnych grup, tzw. Chromoforów, czyli grup atomów o małych e. Wzbudzenia, ponieważ wzbudzenie elektronów Pi wymaga mniejszej e. Wzbudzenia niż wzbudzenie elektronów Sigma. Chromofory zawierają zwykle wiązania podwójne.

-C=C- -N=N- =C=O -NO2 -C6H4-

Io=Ir+Ia+Ip

Gdzie:

Io=nat. Prom. Padającego na warstwę częściowo przykrytą

Ir- nat. Prom. Rozproszonego

Ia- nat. Prom. Zaabsorbowanego

Ip- nat. Prom. Przechodzącego

I PRAWO ABSORPCJI ŚWIATŁA- prawo Lamberta

Gdzie l= grubość alfa- WSP. Absorpcji

Przepuszczalność promieniowania monochromatycznego przechodzącego przez jednorodny ośrodek absorbujący maleje wraz ze wzrostem grubości warstwy

II prawo absorpcji światła- prawo Lamberta- Beera

Absorbuancja promieniowania monochromatycznego przechodzącego przez jednorodny ośrodek absorbujący jest wprost proporcjonalna do grubości warstwy i stężenia substancji

c- stężenie roztworu

l- grubość warstwy roztworu

k-wsp. absorbancji

A- Absorbancja

III prawo absorpcji światła

A=A1+A2+A3+A4+….An

Absorbancja roztworu wieloskładnikowego, którego składniki absorbują światło przy tej samej dł. Fali jest równa sumie absorbancji poszczególnych składników

KRZYWA WZORCOWA

1. 
   Odchylenia od prawa Lamberta Berga

2. Obszar poprawnych pomiarów

3. Odchylenia aparaturowe

Wyznaczanie zależności wielkości Absorbancji od stężenia substancji

METODY OBLICZENIOWE z prawa Lamberta- Berga

Awz=kwz*Cwz*Lwz i Ax=kx*Cx*Lx

Dla tej samej substancji przy jednakowej grubości warstwy mamy:

Kwz=kx Lwz=Lx

2

---