1. Absorpcjometria w świetle widzialnym
Absorbcja, absorbancja
Absorpcja  w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję.
Absorbancja  jest miarÄ… absorpcji promieniowania.
Sposób przedstawiania widma absorpcji  oś x: długość fali [nm], oś y: absorpcja a
Prawo addytywności absorbancji
dotyczy roztworów i mieszanin wieloskładnikowych. Wyraża ono absorbancje całkowitą środowiska,
A, jako sume niezależnych absorbancji poszczególnych składników (A , A , .....A )
1 2 n
n
A =ð A1 +ð A2 +ð ....+ð An =ð Ai
åð
i=ð1
Molowy współczynnik absorbancji
oznaczany przez µ - staÅ‚a proporcjonalnoÅ›ci zwiÄ…zana z pochÅ‚anianiem promieniowania przez
częściowo absorbujący i rozpraszający ośrodek.
·ð bezpoÅ›rednio zależy od dÅ‚ugoÅ›ci fali promieniowania elektromagnetycznego
5ØQÜ5ØZÜ3
·ð jednostka: 5ØZÜ5Ø\Ü5ØYÜ"5ØPÜ5ØZÜ
Jeżeli w pomiarach występują ujemne wartości A, to znaczy że kuweta z odnośnikiem jest zabrudzona
i absorbuje więcej promieniowania niż kuweta z próbką. Należy dokładnie umyć kuwetę i osuszyć ją
bez pozostawiania odcisków palców. Przyjmujemy A=0.
1
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
Transmitancja
Transmitancja wskazuje, jaka część promieniowania padającego została przepuszczona przez
substancjÄ™.
Prawo Lamberta-Beera
absorbancja jest wprost proporcjonalna do stężenia c i grubości warstwy l roztworu, przez który
przechodzi promieniowanie.
gdzie:
·ð  absorbancja
·ð  staÅ‚a proporcjonalnoÅ›ci (współczynnik pochÅ‚aniania promieniowania, czÄ™sto nazywany
współczynnikiem absorpcji)
·ð  stężenie substancji w roztworze
·ð  grubość warstwy absorbujÄ…cej (droga jakÄ… pokonuje promieniowanie przechodzÄ…c przez
roztwór)
Odstępstwa
Prawo Lamberta-Beera jest spełnione dla wiązki promieniowania
·ð monochromatycznego,
·ð skolimowanego (promienie sÄ… równolegÅ‚e, wiÄ…zka pÅ‚aska).
Gdy warunki te nie są spełnione obserwujemy odstępstwa od tego prawa. Odstępstwa mogą mieć
charakter zarówno chemiczny jak i fizyczny.
Odstępstwa chemiczne
·ð zachodzÄ… gdy czÄ…steczki substancji lub rozpuszczalnika bezpoÅ›rednio ze sobÄ… oddziaÅ‚ywujÄ… w
wyniku na przykład solwatacji lub dysocjacji.
Odstępstwa fizyczne:
·ð niemonochromatyczność przechodzÄ…cego promieniowania.
2
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
2. Luminescencja
Luminescencja- wszelkie rodzaje emisji światła z wyjątkiem promieniowania cieplnego.
- promieniowania samorzutna - świecenie występujące natychmiast po naświetleniu,
znikające po zaniku naświetlania; zjawisku podlegają niektóre gazy, pary, substancje organiczne i ich
roztwory; średni czas wzbudzenia
- promieniowanie wymuszone  fosforescencja ; po wzbudzeniu część elektronów powraca
na poziom podstawowy, natomiast cześć przechodzi samorzutnie na poziom metastabilny, pozostaje
tam do momentu wzbudzenia, kosztem np. energii termicznej ukłsadu; krótki czas wzbudzenia;
występuje w substancjach stałych i bardzo lepkich roztworach ciekłych.
Diagram Jabłońskiego
Cecha charakterystyczna fotoluminescencji jest widmo promieniowania absorbowanego i
emitowanego. Widmo fal jest przesunięte w kierunku fal o większej długości, długość fali emitowanej
jest większa od długości fali absorbowanej.
2 Porównanie widma absorpcji [A] i fluorescencji 1 Krzywa zależności natężenia
[F] tego samego zwiÄ…zku promieniowania fluorescencyjnego od
stężenia
3
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
Pomiar
- pomiar natężenia promieniowania fluorescencyjnego emitowanego po odpowiednim wzbudzeniu
substancji
5Ø<Ü5ØeÜ
5ØPÜ5ØeÜ = 5ØPÜ5ØdÜ5ØgÜ
5Ø<Ü5ØdÜ5ØgÜ
c
x- stężenie próbki
I
x- natężenie fluorescencji próbki
I
wz- natężenie fluorescencji wzorca
c
wz-stęzenie wzorca
NIEDOKA
ADNOŚCI pomiaru powodowane są wpływem:
·ð obcych substancji potÄ™gujÄ…cych zdolność f
·ð temperatury ( wzrost powoduje spadek f)
·ð rozpuszczalnika
·ð pH
·ð nieodpowiedniej dÅ‚ugoÅ›ci fali
ZALETY:
·ð najbardziej czuÅ‚a metoda analityczna
·ð wykrywalność zwiÄ…zków nietrwaÅ‚ych
·ð możliwość analizy substancji nieprzez
roczystych
WADY:
·ð tylko do substancji wykazujÄ…cych zdolność fluorescencji
·ð wygaszenie stężeniowe
(W rozcieńczonych roztworach intensywność fluorescencji jest proporcjonalna do stężenia
luminoforu. Jednak gdy stężenie substancji fluoryzującej przekroczy pewną granicę,
intensywność fluorescencji zaczyna maleć)
·ð maÅ‚e stężenie substancji
·ð nie nadaje siÄ™ do oznakowania podstawowych skÅ‚adników próbek
Schemat spektrofotometru
1. y
ródło promieniowania
2. Monochromator układu wzbudzającego (siatka dyfrakcyjna, filtr)
3. Naczynie z próbką
4. Monochromator układu emisyjnego
5. Detektor
4
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
5. Interferometria
Zjawisko interferencji
Interferencja  zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali
(wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się (superpozycji fal) dwóch lub więcej fal.
Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i częstotliwości.
Interferencja konstruktywna - prowadzi do dodawania siÄ™ i wzmocnienia fal. Kiedy
nakładające się fale mają ten sam kierunek i długość fali  oraz są zgodne w fazie wtedy amplituda fali
wypadkowej jest dwa razy większa niż amplituda A obu fal oddzielnie.
Interferencja destruktywna  prowadzi do odejmowania siÄ™ i wzajemnego wygaszania fal.
Jeżeli obie spotykające się fale są przesunięte względem siebie o połówkę długości fali, czyli drgają w
przeciwfazie to rezultatem ich nałożenia się będzie ich całkowite wygaszenie.
Zjawisko załamania światła
Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku
w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia).
gdzie
 prędkość fali w ośrodku, w którym fala rozchodzi się na początku,
·ð  prÄ™dkość fali w oÅ›rodku, w którym rozchodzi siÄ™ po zaÅ‚amaniu.
Ogólnie mówiąc współczynnik załamania światła jednego ośrodka względem drugiego zależy od
długości fali (dyspersja światła). Współczynnik załamania światła zależy również od stanu ośrodka -
np. jego temperatury i ciśnienia.
PRAWO SNELLIUSA
Współczynnik załamania wiąże się bezpośrednio z kątem padania i kątem załamania. Związek ten
wyraża prawo Snelliusa:
gdzie
ą  kąt padania promienia fali na granicę ośrodków
²  kÄ…t zaÅ‚amania.
5
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
Prążki jasne i ciemne
W doświadczeniu Younga wskutek interferencji na ekranie powstają jasne i ciemne prążki w
obszarach, w których światło jest wygaszane lub wzmacniane.
Jasne prążki (maksima) powstają w miejscach, dla ktorych
spełniony jest warunek:
5ØQÜû05Ø`Ü5ØVÜ5Ø[Ü5ØüÞ = 5Ø[Ü5Øß
Ciemne prążki (minima) powstają w miejscach, dla ktorych
spełniony jest warunek:
5Øß
5ØQÜû05Ø`Ü5ØVÜ5Ø[Ü5ØüÞ = (25Ø[Ü - 1)
2
gdzie:
d  stała siatki (odległość między dwoma sąsiednimi szczelinami)
n = 0, 1, 2...  rzÄ…d widma
Budowa interferometru
Wiązka światła wychodząca ze z
ródła (1)
pada na soczewkę (2), która skupia ją
dokładnie na szczelinie (3) kolimatora (4).
Wiązka światła po przejściu przez soczewkę
zamykajÄ…cÄ… kolimator i dalej szczelinÄ™ staje
się równoległa i ma kształt świetlnego
walca. Trafiając z kolei na przesłonę z
dwiema równoległymi szczelinami (5)
rozszczepia się na dwie równolegle biegnące
wiązki przechodzące następnie przez
termostat, w którym znajdują się dwie
identyczne kuwety interferometryczne (6).
Termostat ten może być wypełniony
3 Schemat przekroju pionowego (a) i poziomego (b) interferometru
powietrzem, wodÄ… destylowanÄ… lub
odpowiednim rozpuszczalnikiem. Część
promieni przechodzi przez naczyńka wypełnione roztworem badanym i odnośnikiem, a część pod
naczyńkami. Promienie górne, po przejściu przez kuwety interferometryczne, spotykają na swojej drodze
dwie płytki kompensacyjne (7). Jedna z nich jest nieruchoma, ale druga może być obracana za pomocą
śruby mikrometrycznej (10). Obydwie wiązki promieni górnych po przejściu przez następną soczewkę
skupiającą (11), tworzą w okularze (12) obraz prążków interferencyjnych. Pomiar przy użyciu opisanego
wyżej interferometru, polega na znalezieniu różnicy przesunięć prążków, która odpowiada różnicy
współczynników załamania światła substancji badanej i ośrodka odniesienia.
6
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
7. Miareczkowanie do martwego punktu
Miareczkowanie
Miareczkowanie - chemiczna technika analizy ilościowej polegająca na dodawaniu roztworu -
tzw. titranta w postaci kropel do roztworu zwanego analitem.
Roztwory odczynników o znanym stężeniu (mianie) używane do miareczkowania nazywa się
roztworami mianowanymi. Stężenia roztworów mianowanych wyraża się molowością (mol/l).
Punkt równoważnikowy (punkt równoważności, punkt nasycenia równoważnikowego, PR, martwy
punkt) - jest to moment miareczkowania, w którym oznaczany składnik (analit) przereagował
ilościowo z dodanym z biurety odczynnikiem (titrantem).
W praktyce zamiast punktu równoważnikowego obserwuje się punkt końcowy miareczkowania (PK),
który jest zwykle przesunięty w stosunku do PR o 0,05%~1%, a różnicę między PR i PK określa się jako
błąd miareczkowania.
REAKCJE CHEMICZNE STOSOWANE W MIARECZKOWANIU:
·ð przebiegajÄ…ce stechiometrycznie (iloÅ›ciowo)
·ð przebiegajÄ…ce szybko
·ð których punkt równoważnikowy można dokÅ‚adnie wyznaczyć
·ð w których biorÄ… udziaÅ‚ zwiÄ…zki chemiczne tworzÄ…ce roztwory trwaÅ‚e w warunkach
miareczkowania.
Inne nazwy miareczkowania do martwego punktu: amperometryczne
Krzywa miareczkowania:
7
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
8. Fotometria płomieniowa
Fotometria płomieniowa jest metodą analityczną opartą na pomiarze promieniowania
emitowanego przez odpowiednio wzbudzoną próbkę. Jako z
ródło wzbudzenia stosuje się
płomień palnika, do którego wprowadza się badaną substancję, zwykle w postaci
rozpylonego roztworu.
Atomy spalanej substancji emitują charakterystyczne widmo. Światło płomienia przechodzi przez
układ optyczny z filtrem i pada na fotoogniwo.
Filtr  przepuszcza jedynie widmo badanego pierwiastka,
Fotoogniwo  powstaje w nim prąd elektryczny będący miarą ilości badanej substancji.
Fotometrię płomieniową stosuje się do naturalnych materiałów ciekłych:
·ð Wody różnego pochodzenia, Å›cieki
·ð Badanie moczu, surowicy krwi/tkanek
·ð Analiza rud i minerałów
·ð Badanie gleb, nawozów itp.
WPA
YW TEMPERATURY
Najważniejszym czynnikiem, od którego zależy wynik analizy, jest temperatura płomienia.
·ð W zbyt niskiej temperaturze:
- wzbudzeniu ulega tylko mała część atomów
- intensywność promieniowania jest za mała.
·ð W zbyt wysokiej temperaturze:
- może w płomieniu nastąpić jonizacja atomów oznaczanego pierwiastka,
- jony powodują zmniejszenie stężenia i natężenia promieniowania atomów (widmo jonów
jest inne niż widmo atomów).
Od temperatury płomienia zależą również procesy zachodzące w płomieniu po wprowadzeniu do
niego badanego roztworu w postaci aerozolu.
WPA
YW SAMOABSORPCJI
Wzrost stężenia pierwiastka w roztworze powoduje wzrost ilości niewzbudzonych atomów w
chłodniejszej części płomienia. Wskutek tego promieniowanie wychodzące ze strefy wzbudzenia jest
w większym stopniu absorbowane.
REAKCJE ZACHODZ
CE W PA
OMIENIU
·ð Odparowanie/spalenie rozpuszczalnika
·ð Dysocjacja i redukcja czÄ…steczek
·ð Wzbudzenie atomów
·ð Jonizacja
8
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
9. Miareczkowanie fotometryczne
Indykator  substancja, która poprzez zmianę zabarwienia wskazuje jaki jest odczyn roztworu.
POPRAWKA NA ROZCIEC
CZENIE
Zanim użyjemy  surowych danych, trzeba je skorygować korzystając z tzw. poprawki na
rozcieńczenie roztworu podczas miareczkowania.
Poprawkę obliczamy korzystając z poniższego wzoru:
5ØIÜ + 5ØIÜ5ØaÜ
5Ø4Ü2 = 5Ø4Ü "
5ØIÜ
K  odczytana wartość absorbancji,
V  początkowa objętość roztworu, rowna V +V ,
w pr
V
w  objętość wody destylowanej,
V
pr objętość próbki
V
t  objętość titranta
FUNKCJA LINEARYZUJ
CA:
A0 - początkowa wartość absorbancji (wartość absorbancji formy zasadowej
indykatora) w jednostkach j.A;
A - końcowa wartość absorbancji z uwzględnieniem poprawki na rozcieńczenie (wartość absorbancji formy kwasowej
k
indykatora) w jednostkach j.A;
V - objętość dodanego odczynnika miareczkującego w jednostkach cm3.
9
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
METODA NAJMNIEJSZYCH KWADRATÓW:
KRZYWA MIARECZKOWANIA WRAZ Z FUNKCJ
LINEARYZUJ
C

REAKCJE STOSOWANE DO MONITOROWANIA:
·ð zobojÄ™tnianie
·ð resold
·ð strÄ…ceniowe
·ð kompleksowanie
10
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
10. Miareczkowanie konduktometryczne
Definicja
Miareczkowanie konduktometryczne - w chemii analitycznej chemiczna technika miareczkowa
polegajÄ…ca na pomiarze zmian przewodnictwa elektrycznego analizowanego roztworu w trakcie
stopniowego dodawania do niego odczynnika miareczkujÄ…cego. Znajduje zastosowanie w przypadku
roztworów silnie zabarwionych lub mętnych, a także w reakcjach, w których tworzą się kompleksy.
Miareczkowanie konduktometryczne przeprowadzane jest zwykle w układzie kwas-zasada. O
przewodnictwie układu kwas-zasada decydują głównie bardzo ruchliwe jony hydroniowe, a zatem
jest ono funkcją pH układu.
Ruchliwość jonów
Ruchliwość definiowana jest jako prędkość dryfu nadawana przez jednostkowe pole elektryczne:
ź jest ruchliwością.
Najczęściej wyraża się ją w m2/Vs.
Pomiędzy ruchliwością jonów w roztworze nieskończenie rozcieńczonym a granicznym
przewodnictwem molowym zachodzi następująca zależność:
o o
›o =ð F(u+ð +ð u-ð ) ,
F  oznacza stałą Faradaya, 96500 C.
W rozcieńczeniu nieskończenie dużym, gdy przewodnictwo równoważnikowe osiąga wartość
maksymalnÄ… ›o , elektrolit rozpada siÄ™ caÅ‚kowicie na jony (að=1).
W mniejszych rozcieńczeniach, tzw. stężeniach skończonych:
·ð sÅ‚abe elektrolity nie sÄ… caÅ‚kowicie zdysocjowane
·ð mocne elektrolity sÄ… zdysocjowane, ale wystÄ™pujÄ… oddziaÅ‚ywania miÄ™dzyjonowe
zmniejszajÄ…ce przewodnictwo.
Przy założeniu, że przewodnictwa jonowe nie zależą od stężenia, wyraził Arrhenius przewodnictwo
molowe w skończonych stężeniach za pomocą następującej zależności uwzględniającej stopień
dysocjacji að.
o o
›AB =ð Ä…(›A +ð ›B )
+ð -ð
Stopień dysocjacji można zatem obliczyć jako stosunek przewodnictwa równoważnikowego w danym
stężeniu do przewodnictwa równoważnikowego w rozcieńczeniu nieskończenie dużym:
›
Ä… =ð
›o
11
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
12. Miareczkowanie potencjometryczne
Definicja
Miareczkowanie potencjometryczne - technika miareczkowa polegajÄ…ca na pomiarze zmian
napięcia elektrycznego generowanego przez ogniwo złożone z elektrody wskaz
nikowej i elektrody
odniesienia w funkcji objętości dodanego titranta. Pomiar prowadzi się wobec elektrody pH-czułej
(np. elektrody szklanej) jako elektrody wskaz
nikowej. Uzyskuje się wynik w postaci zależności
napięcia od objętości dodanego titranta. Taka zależność może zostać łatwo przekształcona w
zależność pH od objętości dodanego titranta.
Elektrody
SEM ogniwa  parametr charakteryzujÄ…cy z
ródło energii elektrycznej, jest to praca wykonana przez
z
ródło podzielona przez wartość przenoszonego ładunku.
5ØJÜ
5Øß =
5Ø^Ü
Półogniwo kalomelowe  II rodzaju, odwracalne z dwoma granicami faz
Schemat: Hg | HgCl | KCl (Cl-)
2(s) (nas)
Reakcja: H Cl + 2e- "! 2Hg + 2Cl-
2 2 (c)
Półogniwo srebrowe  I rodzaju, odwracalne z jedną granicą faz
Schemat: Ag | Ag+
Reakcja: Ag "! Ag+ + e-
Półogniwo platynowe  wrażliwa na zmiany potencjału redoks
Schemat: Pt | X+ / X-
Składa się z platyny i roztworu w którym zachodzi jedna lub więcej reakcji redoks.
Krzywe miareczkowania
6 Zwykła
5 Pierwsza pochodna 4 Druga pochodna
12
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
14. Przewodnictwo elektrolitów
Przewodnictwo
Wielkością charakteryzującą przewodnictwo elektryczne materiału jest przewodność elektryczna
wÅ‚aÅ›ciwa (konduktywność) Ã.
Przewodność elektryczna zależy od koncentracji nośników prądu i ich ruchliwości:
q - ładunek nośników, n - koncentracja nośników, - ruchliwość nośników.
Czynnikiem wpływającym na przewodność elektryczną wszystkich ciał jest temperatura. Zmiana
temperatury może spowodować zmianę zarówno koncentracji, jak i ruchliwości nośników ładunku
elektrycznego.
Jony H+ i OH- mają większą przewodność niż pozostałe jony.
Metoda wielokrotnego dodatku wzorca
Procedura oznaczeń w metodzie dodawania wzorca jest następująca:
·ð przygotowujemy próbkÄ™ analizowanÄ… i przeprowadzamy dla niej pomiar,
·ð do tej samej próbki dodajemy znanÄ… ilość substancji oznaczanej (wzorca), roztwór
mieszamy i mierzymy ponownie.
Wartość parametru mierzonego wzrasta, a wzrost jest proporcjonalny do ilości dodanego wzorca.
Wynikiem dodania wzorca jest zmiana objętości roztworu próbki badanej, stąd należy skorygować
stężenia.
Pomiar
Schemat układu konduktometrycznego.
1  konduktometr,
2  elektrody,
3  badany elektrolit
W pomiarach przewodności roztworu nie można stosować prądu
stałego, powodującego niekorzystne zjawiska na powierzchni elektrod
i zmiany składu elektrolitu.
Pomiary przewodnictwa elektrolitów wykonywane są w naczyńkach konduktometrycznych, które
zawierają dwie elektrody platynowe. Istotne jest zachowanie stałej odległości między elektrodami i
możliwie małej pojemności naczyńka. Zakładając, że powierzchnie elektrod są równe i wynoszą A,
odległość miedzy elektrodami l, stała naczyńka konduktometrycznego  k wynosi:
5ØYÜ
5ØXÜ =
5Ø4Ü
13
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
15. Polarymetria
Fala świetlna to poprzeczna fala elektromagnetyczna w której wektory pola elektrycznego (E)
i magnetycznego (H) sa jednocześnie prostopadłe do siebie i do kierunku rozchodzenia się fali.
Drgania fali świetlnej wychodzącej z z
ródła odbywaj się we wszystkich możliwych kierunkach 
światło naturalne (niespolaryzowane).
Światło spolaryzowane  drgania poprzeczne fali światła rozchodzą się na jednej płaszczyz
nie,
wektor E i kierunek promienia (r) wyznaczaj płaszczyznę polaryzacji
Skręcalność
Wiele substancji przez
roczystych charakteryzuje siÄ™ niesymetrycznÄ… budowÄ… czÄ…stkowa, posiadajÄ…
one zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego (kwarc, cukry). Zależnie od budowy kąt
skręcania polaryzacji zmienia się, w prawo lub w lewo. Skręcalność płaszczyzny w prawo oznacza się
znakiem (+)  zgodnie z ruchem wskazówki zegara - substancja prawoskrętna. Skręcalność
płaszczyzny w lewo (-) - substancja lewoskrętna.
ZwiÄ…zki optycznie czynne charakteryzuje:
·ð brak elementów symetrii czÄ…steczki ( kwas mlekowy)
·ð brak wÄ™gla asymetrycznego
·ð brak pÅ‚aszczyzny symetrii w czÄ…steczce (spiryny - zw. organiczne o budowie pierÅ›cieniowej)
·ð brak osi symetrii
UWAGA! Równocząsteczkowa mieszanina obu izomerów optycznie czynnych jest roztworem
optycznie nieczynnym.
Wielkość kata skręcenia zależy od: ( dla danego związku)
·ð liczby czÄ…steczek znajdujÄ…cych siÄ™ na drodze promieni / stężenia
·ð dÅ‚ugoÅ›ci fali
·ð temperatury
20
Skręcalność właściwa- [")  kąt o jaki płaszczyzna polaryzacji ulegnie skręceniu w świetle linii D
D
sodu =589,3nm i w temp= 20!
5ØüÞ1000 5ØüÞ1000
[ ]20 [ ]20
5ØüÞ = 5ØüÞ =
5Ø7Ü 5Ø7Ü
5ØYÜ5Øß 5ØYÜ5Ø]Ü5ØQÜ
l- grubość warstwy (dm) d-gęstość roztworu (g/ml)
ą- kat skręcania płaszczyzny polaryzacji (0)
p-stęzenie roztworu (%)
Á- stężenie roztworu (g/100ml)
14
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
Polarymetr- urządzenie do pomiaru kata skręcenia płaszczyzny
Budowa polarymetru
1) Lampa sodowa
2) Kolimator  przyrząd przetwarzający padające światło lub strumień cząstek w równoległą
wiÄ…zkÄ™
3) Polaryzator- urządzenie optyczne przepuszczające światło o określonej polaryzacji liniowej.
4) Szklana rurka z badana substancja
5) Analizator- ruchomy pryzmat służący do pomiaru kata skręcalności.
6) Podziałka kątowa
7) Okular
Działanie pryzmatu Nicola - Promień Z pada na wchodzi do pryzmatu w punkcie Pi dzieli się na
promień zwyczajny Z i nadzwyczajny N. Promień Z pada pod kątem większym od kata granicznego i
zostaje całkowicie odbity, następnie pochłonięty. Promień N, przechodzi przez pryzmat.
W polarymetrze światło przechodzi przez dwa nikole. Jeżeli przecięcia obu ustawione s
równolegle to światło wykazuje maksymalne natężenie. Natomiast minimum przypada gdy
przecięcia Nicoli są do siebie prostopadłe.
Światło przechodzi przez dwa nikole. Jeżeli przecięcia obu ustawione s równolegle to światło
wykazuje maksymalne natężenie. Natomiast minimum przypada gdy przecięcia Nicoli są do siebie
prostopadłe.
W naszych pomiarach
odczytujemy kÄ…t kiedy w
okularze całe pole jest jasne.
Możemy odczytać dwa
położenia różniące się o 900.
Poprawny wynik jest kÄ…tem
mniejszym od 900. Pomiary
polarymetryczne pozwalajÄ… na
identyfikacje i określenie
stężenia badanej substancji.
Zalety tej metody:
·ð prostota
·ð niski koszt
·ð maÅ‚a pracochÅ‚onność
15
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
17. Refraktometria
Podstawowe pojęcia
Refraktometria - metoda badania własności fizykochemicznych substancji na podstawie pomiarów
ich współczynników załamania, których dokonuje się za pomocą refraktometrów.
Refrakcja  zmiana kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej lub akustycznej, załamanie
fali związane ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Zmiana prędkości wiąże się
ze zmianą długości fali, podczas gdy częstotliwość pozostaje stała.
Prawo Snelliusa
Promienie padający i załamany oraz prostopadła padania (normalna) leżą w jednej płaszczyz
nie,
a kąty spełniają zależność:
n  współczynnik załamania światła ośrodka pierwszego,
1
n  współczynnik załamania światła ośrodka drugiego,
2
n  względny współczynnik załamania światła ośrodka drugiego względem pierwszego,
21
¸  kÄ…t padania, kÄ…t miÄ™dzy promieniem padajÄ…cym a normalnÄ… do powierzchni granicznej oÅ›rodków,
1
¸  kÄ…t zaÅ‚amania, kÄ…t miÄ™dzy promieniem zaÅ‚amanym a normalnÄ….
2
- - -
Jeżeli światło przechodzi z ośrodka o mniejszym współczynniku załamania światła do ośrodka o współczynniku większym (np.
powietrze-woda), tak jak na rysunku, to kąt załamania jest mniejszy od kąta padania. Jeżeli na odwrót (szkło-powietrze) 
kąt załamania jest większy.
Współczynnik załamania dla danego ośrodka rośnie wraz z gęstością, np. w atmosferze maleje wraz z wysokością. Dla
różnych ośrodków tendencja ta jest na ogół również zachowana, ale nie jest regułą. Przykładem może być etanol, który ma
mniejszą gęstość niż woda, ale większy współczynnik załamania.
- - -
Kąt graniczny - maksymalny kąt, pod jakim promień świetlny może padać na granicę ośrodków,
ulegając przy tym załamaniu. Występuje tylko w sytuacji, gdy światło rozchodzące się w ośrodku
o współczynniku załamania n pada na granicę z ośrodkiem o współczynniku załamania n , takim
1 2
że n < n .
2 1
Przy wzroście kąta padania promienia powyżej wartości kąta granicznego, promień nie załamuje się i
pojawia się efekt całkowitego wewnętrznego odbicia.
16
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
21. Fotometryczna analiza śladowa
Benzen absorbuje w nadfiolecie (zakres: 10-400nm).
Nitrobenzen absorbuje w promieniach widzialnych (zakres: 380-780nm)
Wzbudzeniu promieniowaniem UV-VIS ulegają elektrony walencyjne, ponieważ ...
W celu zwiększenia selektywności reakcji analitycznych (selektywności odczynników) stosuje się
często reakcje kompleksowania do maskowania jonów przeszkadzających w analizie. Jest to jedno z
ważniejszych zastosowań reakcji tworzenia się kompleksów w chemii analitycznej.
Pod pojęciem maskowania jonu przeszkadzającego rozumiemy przeprowadzenie go w wyniku reakcji
kompleksowania z odpowiednim ligandem w związek kompleksowy o odpowiedniej trwałości. Związany w tej
postaci jon jest niezdolny do reakcji zakłócającej prawidłowy przebieg reakcji wykrywania łub oznaczania
innego jonu.
Opracowanie ogólne
1. Metody pomiarowe
a) Porównawcze (względne)
- wymagają kalibracji względem znanych wzorców
- w procesie kalibracji wyznacza się współczynnik proporcjonalności m celem skorzystania z
zależności Y = mc (Y  wartość mierzona, c  stężenie).
b) Krzywej wzorcowej (kalibracyjnej)
- przedstawienie zależności w postaci Y = mc + b (b  stała eksperymentalna)
- współczynnik proporcjonalności jest nachyleniem krzywej (m=tgą), określa czułość metody
- przygotowuje się serię wzorców zewnętrznych i mierzy Y dla rosnących wartości stężeń by
wykreślić krzywą wzorcową i odczytać z niej szukaną wartość
- należy minimalizować wpływ matrycy (maskowanie jonów, regulacja siły jonowej)
c) Dodawania wzorca
- wykorzystuje się dwa pomiary: dla próbki bez dodatku wzorca i dla próbki z dodatkiem
wzorca
- stężenie obliczamy na podstawie dwóch równań: Y =mc oraz Y =m(c+c )
0 i wz
- wymagana jest poprawka na stężenie
d) Wielokrotnego dodawania wzorca
- polega na pomiarze wielkości wielokrotnie, po każdym dodaniu wzorca, by otrzymać wykres
5Ø€Ü5ØÎß 5Ø€Ü5ØÎß
funkcji "5Ø€Ü = " 5ØjÜ5ØÅšÜ5Ø›Ü (stężenie wynosi zatem 5Ø"Ü = )
5ØjÜ 5Ø•Ü5ØˆÜ 5Ø6ß
- brak wpływu matrycy na efekt wzorcowania
17
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz
e) Wzorca wewnętrznego
- stosowana, gdy współczynnik m zmienia się w kolejnych pomiarach Y
- mierzy się dwa sygnały: dla analitu oraz dla wzorca nie będącego analitem
(Y =m c , Y =m c )
1 1 1 2 2 2
5ØZÜ1
- współczynnik odpowiedzi wynosi: 5ØEÜ = , po wielokrotnym dodawaniu wzorca można
5ØZÜ2
wykreślić krzywą kalibracyjną w krórej R jest nachyleniem prostej
- WZORZEC: nie może być obecny w analizie, jego sygnał musi być oddzielony od sygnału
analitu, nie może reagować ze składnikami próbki
2. Statystyczna ocena wyników
a) Odchylenie standardowe
b) Åšrednie odchylenie standardowe
c) Wariancja
d) Przedział ufności
e) Test t-studenta
f) Krzywa Gaussa
18
Analiza instrumentalna  S. Bartkiewicz