Metody instrumentalne-wykorzystują właściwości fizykochemiczne susbstancji.

Opierają się na zjawisku absorpcji promieniowania elektromagnetuycznego.

Podział metod spektroskopowych:

spektroskopia absorpcyjna

emisyjna

Ramana

W wyniku absorpcji promieniowania zakresu UV następuje wzbudzanie elektronów

walencyjnych w obrębie powłok s i p ,natomisat absorpcja prom.w zakresie prom.

widzialnego wzbudza elektrony powłok typu d.

W zakresie światłą widzialnego oznaczane są zw.barwne (zw. pierwotne grup

pobocznych oraz zw.organicznych ,które maj a grupy chromoforowe).

Warunkiem absorpcji jest wiązanie typu pi.

Prawo Lamberta-Beera -pozwala oznaczyć ilościowo zw.barwne lub te ,które

można przeprowadzić w zw. kompleksowe o stałym zabarwieniu.Warunkiem

zastosowania tej techniki jest to,aby zależność między absorpcją ,a stężeniem była liniowa.

Zależność pomiędzy stężeniem sybstancji ,a absorpcją może być liniowa w całym

zakresie stężeń ,bądźw określonym zakresie stężeń.

Czynniki powodujące odchylenie od praw Lamberta-Beera:

CHEMICZNE

-stężenie r-r

-reakcje chemiczne ,które mogą przebiegać w roztworze

-dysocjacja (warunki zawyżone)

-asocjacja cząsteczek

-solwatacja ,oddziaływanie z rozpuszczalnikiem

-pH (może nastąpić hydroliza przy wysokim pH)

APARATUROWE

-monochromatyczność

-promieniowanie rozproszone

Budowa i najważniejsze elementy spektrofotometru UV-Vis:

1.źródło promieniowania (lampy deuterowe,wolframowo-halogenowe,ksenonowe)

2.monochromator (filtry dobieramy tak ,aby jego barwa uzupełniała sę do barwy jego

r-r.Konkretną długość fali światła ustalamy na podst. sporządzanego widma absorpcyjnego).

3.kuweta pomiarowa (naczynie o dokładnie znanej długości warstwy absorpcyjnej

4.detektor (natężenie światła)

a)fotokomórki

-warstwa dobrze przewodzącego metalu (Ag)

-warstwa półprzewodząca

-warstwa absorpcyjna

b)fotopowielacze (układ ,w których wykorzystuje się zjawisko wtórnej emisji elektronów)

c)fotoidy (wykorzystuje się zjaw.fotoelektryczności zew.)

5.Wskaźnik i rejestrator

-przetwarzanie sygnału znakowego w sygnał cyfrowy

-diagnostyka przyrządu

-korekta parametrów pomiarowych

-sterowanie pomiarem

-obliczenie i wyświetlanie warunków pomiaru

-magazynowanie danych do pamięci komputera

Cechy spektrometru UV-Vis:

-zakres spektralny (wybór długości fali)

-spektralna rozdzielczość

-szerokość spektralna wiązki

-dokładność skali absorbancji

-procentowa zawartość światła rozproszonego

Podział spektrometrów UV-Vis:

PUNKTOWE-absorbancję mierzy się metodą wychyleniową

SAMOREJESRTRUJĄCE

JEDNOWIĄZKOWE

DWUWIĄZKOWE-1 wiązka przechodzi przez próbę oznaczoną ,a 2 przez porównawczą

KLASYCZNE

Z DETEKCJĄ RÓWNOLEGŁĄ

Spektrometria w podczerwieni:

a)bliska podczerwień NIR 500-2000 nm

b)podstawowa podczerwień 25000-50000 nm

Promieniowanie elektromagnetyczne absorbowane przez cząst. w tych długościach fali

powoduje wzbudzenie elektronów walencyjnych i wywołuje drgania cząsteczek ,

które odbywają się w ruchu periodycznym.

Zastosowanie spektrofotometrii IR:

-identyfikacja związków organicznych

-badania białek,aminokwasó,polipeptydów

-oznaczanie śladowych ilości wody oraz grup OH (w chemii zw. nieorg.)

Elementy budowy spektrofotometru IR:

1.źródło promieniowania -rozżarzone ciała (włokno Ernsta)

2.układ zwierciadeł (kieruje wiązkę promieniowania na próbę oznaczenia)

3.kuwety -z okleinami zbudowancyh z kryształów jonowych

4.monochromator

5.detektory (fotodetektory oraz detektory termiczne)

Warunki oznaczania H metodą spektrofotometrii w podczerwieni:

-wybór pasma analitycznego

-wybór odpowiedniego rozpuszczalnika

-dobranie odp. stężenia próbki

-eliminacja absorpcji tła

Atomowa spektrometria absorbcyjna-wykorzystuje się w zjawisku absorpcji

promieniowania przez atomy pierwistka przeprowadzanego w stan gazowy.Zakres

długości fali jaki pierwiastek jest w stanie zaabsorbować jest identyczny z długością

fali jaką może emitować dany pierwiastek

-oznaczany pierwiastek musi być przeprowadzony w stan atomowy i gazowy

-jest zdolny do pochłaniania jakiejś długości fali

Spektrofotometria typu ASA:

-źródło wzbudza atomizer ,detektor,wzmacniacz,wskaźnik

Atomizery-wytwarzają atomy oznaczonych pierwiastków z oznaczonych substancji

Wymagania:powinny zapewnić dobrą wydajność w otrzymywaniu wolnych atomów ,

zależność pomiędzy stężeniem oznaczonego pierwiastka w próbce ,a stężeniem

atomów tego pierwiastka musi być wprostproporcjonalne.

Typy atomizerów:

1.płomieniowe (występują dwa etapy):

-nebulizacja (rozproszenie analizowanego r-r i wprowadzenie go do palnika

-atomizacja (zachodzi w płomieniu palnika do którego wprowadz się gaz palny i

r-r analizowanej substancji.Zależy od temp. i szybkości ogrzewania.

2.elektrotermiczne (kuwety grafitowe):

Etapy otrzymywania wolnych atomów:

-suszenie dozowanej próbki w temp.300-500 K

-spopielanie i usunięcie niektórych skł. matrycy w temp. 500-1000 K

-atomizacja analizowanej substancji do plazmy w postaci atomów

3.wodorkowe

4.wykorzystanie zimnej pary rtęci

5.atomizacja w plaźmie laserowej

Zalety metod ASA:

-bardzo duża czułość

-niska granica wykrywalności

-doskonała selektywność

-odtwarzalność oznaczeń

Zastosowanie metod ASA:

-analiza żywności

-ochrona środowiska

-laboratoria biologiczne

Podstawą oznaczeń metodą ASA jest to ,ze obsorpcja promieniowania zależy od

liczby wolnych atomów w atomizerach ,a ta liczba zależy od całkowitego stężenia

analizowanego pierwiastka w próbie metodą porównawczą opartą na krzywej wzorcowej.

Czynniki zakłócające pomiar metodą ASA:

a)aparaturowe -stężenie analizowanego pierwiastka,finorescencja atomowa,absorpcja

promieniowanego składnika poza pierwiastkami oznaczanymi

b)efekty matrycowe -parowanie ,dysocjacja