Metody instr.-wykorzystuja właściwości fizykochem.sub.Opieraja się na zjawisku:absorpcji promieniowania elektromag.
Podział metod spektroskopowych:
1.S.absorpcyjna
2.emisyjna
3.Ramana
W wyniku absorpcji prom.zakresu UV nastepuje wzbudzenie elektronów wal.w obrębie powłoki s i p,natomiast absorpcja prom.w zakresie prom.widzialnego powłoki typu d.
W zakresie światła widzialnego oznaczane są zw.barwne(zw.pierwotne grup pobocznych oraz zw.org.które posiadaja gr.chromoforowe)warunkiem absorpcji jest wiązanie typu pi.
Prawo Lamberta-Beera pozwalają oznaczyć ilościowo zw.barwne lub te które można przeprowadzić w zw.kompleksowe o stałym zabarwieniu.Warunkiem zast.tej techniki jest to aby zależność między absorbancją a stężeniem była liniowa.
Zalezność pomiędzy stęz.sub.a absorbancją może być liniowa w całym zakresie stężeń bądź w określonym zakresie stęż.
Czynniki pow.odchylenie od praw Lamberta-Beer'a:
1.chemiczne:
-stęzenie r-r
-reakcje chemiczne,które mogą przebiegać w roztworze
-r.dysocjacji(wyniki zawyżone)
-asocjacja cząst.(wyniki zaniżone)
-solwatacja,oddziaływanie z rozpuszczalnikiem
-pH(może nastąpić hydroliza przy wysokim pH)
Do oznaczeń UV-Vis r-r musza być bezbarwne
2.Aparaturowe:
-monochromatyczność
-prom.rozproszone
Budowa i najw.elem.spektrof. UV-Vis:
1.Źródło prom.:lampy deuterowe(180-300nm),wolframowo-halogenowe(pow.300-780nm),wysokociśnieniowe łukowe lampy ksenonowe
2.Monochromator(wyb.dł.fali):filtry dobieramy tak aby jego barwa uzupełniała się do barwy jego r-r.Konkretna dł.fali światła monochr.ustalamy na podst.sporządzonego widma absorpcyjnego.
3.Kuweta pomiarowa:naczynia o dokładnie znanej dł.warstwy absorpcyjnej,musza być odporne na działanie analizowanych sub.chem.
4.Detektor(nat.światła):
a)fotokomórki
-warstwa dobrze przewodzącego metalu(Ag)
-w.półprzewodząca(stop)
-w.absorbcyjna(cez)
Rodzaje:niebieska-pomiar do dł.fali 650nm,czerwona-powyżej 650nm
b)fotopowielacze-ukł.w których wykorzystuje się zjawisko wtórnej emisji elektronów
skład:fotokatoda,ukł.składajacy się z szeregu elektrod zwanych dynodami,anody
c)fotodiody:wykorzystuje się zjaw.fotoel.wew.,zb.z półprzewodników(krzem)
5.Wskaźnik i rejestrator(komp.)
-przetwarzanie sygnału znalowego w sygnał cyfrowy
-diagnostyka przyrządu
-korekta parametrów pomiarowych
-sterowanie pomiarem
-obl.i wyświetlanie wyników pomiaru
-optymalizacja rejestrowanych widm
-obróbka statystyczna wyników pomiaru z danymi przechowywanymi w pamięci
-magazynowanie danych w pamięci komp.
Cechy spektrom. UV-Vis
1.zakres spektralny(wybór dł.fali)
2.spektralna rozdzielczość
3.szer.spektralna wiązki
4.dokładność skali absorbancji
5.procentowa zawartość światła rozproszonego
Podział spektrom.UV-Vis:
1.PUNKTOWE-absorbancję mierzy się metodą wychyleniową
2.SAMOREJESTRUJĄCE-zerowanie automat.
3.JEDNOWIĄZKOWE
4.DWUWIAZKOWE-1 wiązka przechodzi przez próbę oznaczaną a 2 przez porównawczą
5.KLASYCZNE
6.Z DETEKCJĄ RÓWNOLEGŁĄ
Spektrom.w podczerwieni:
a)bliska podczerwień NIR 500-2000nm
b)podstawowa 2500-25000nm
c)daleka 25000-500000nm
Prom.elektrom.absorbowane przez cząst.w tych dł.fali powoduje wzbudzenie el.wal.i wywołuje drgania cząst.,które odbywaja się w ruchu periodycznym,w tym czasie atomy oddalaja się od siebie lub przybliżają na zasadzie sprężyn.
Zastos.spektrof.IR:
1.identyfikacja zw.org.
2.badania białek,aminokwasów,polipeptydów(ustalanie sposobu orientacji cząst.,badanie procesów hydratacji łańc.polipep.)
3.w chemii zw.nieorg.-oznaczanie śladowych ilości wody w różnych ukł.a także grup OH obecnych na pow.sorbentów i katalizatorów
Elem.bud.spektrof.IR:
1.Źródło prom-rozżarzone ciała st.-włokno Ernsta i globar
2.ukł.zwierciadeł(kieruje wiązke prom.na próbę oznaczana i porównawczą tzw.czoper)
3.Kuwety-z okienkami zb.z kryształów jonowych
4.Monochr.
5.Detektory:
a)fotodetektory
b)termiczne
-termoel.
-termooporowe
-pneumatyczne
Warunki oznaczania il.m.spektrof.w podczerń.:
1.wybór pasma analitycznego
2.wyb.odpow.rozpuszcz.
3.dobranie odp.stęz.próbki
4.eliminacja absorpcji tła
Atomowa spektrometria absorb.-wykorzystuje się zjawisko absorpcji prom.przez atomy pierwiastka przeprowadzonego w stan gazowy.Zakres dł.fali jaki pierw.jest w stanie zaabsorbować jest identyczny z dł.fali jaką może emitować dany pierwiastek.
-oznaczany pierwiast.musi być przeprowadzony w stan atomowy i gazowy
-jest zdolny do pochłaniania jakiejś dł.fali
Spektrofot.typu ASA:źródło wzbudzenia,atomizer,monochr.,detektor,wzmacniacz,wskaźnik
Atomizery-wytwarzają atomy oznaczanych pierw.z oznacz.sub.
Wymagania:powinny zapewniać dobrą wydajność w otrzymywaniu wolnych atomów,zalezność pomiędzy stęz.oznaczonego pierw.w próbce a st.atomów tego pierw.musi być wprostprop.
Typy atomizerów:
1.płomieniowe:2 etapy:
-nebulizacja-rozproszenie analizowanego r-r w delik.mgłę i wprow.go do palnika
-atomizacja-zach.w płomieniu palnika do którego wprow.się gaz utl.,palny i r-r analizowanej sub.
Atomizacja zależy od:temp,szybkości ogrzew.
2.Elektroterm.-kuwety grafitowe
Etapy otzrym.wolnych atomów:
-suszenie dozowanej próbki w temp.300-500K
-spopielenie i usunięcie niektórych skł.matrycy w temp.500-1000K
-atomizacja analiz.sub.do plazmy w post.atomów
3.Wodorkowe
4.Wykorz.zimne pary rtęci
5.Atomizacja w plaźmie laserowej
Zalety metody AAS:
-bdb czułość
-niska granica wykrywalności
-doskonała selektywność
-odtwarzalność oznaczeń
Zastosowanie analit.AAS:
-analiza żywności
-ochr.śr.
-laboratoria biologiczne
Podst.oznaczeń m.AAS jest to że absorpcja prom.zalezy od liczby wolnych atomów w atomizerach,a ta liczba zależy od całkowitego st.analiz.pierw.w próbie.Jest metodą porównawcza oparta na m.krzywej wzorcowej.
Czynn.zakłócajace pomiar m.AAS:
a)aparaturowe-st.anal.pierw.,fluorescencja atomowa,absorpcja prom.przez inne skł.poza pierw.oznaczanymi
b)efekty matrycowe-parowanie,dysocjacja