wymagania( bmp

250 METODY OPARTE NA WIDMACH MOLEKULARNYCH

250 METODY OPARTE NA WIDMACH MOLEKULARNYCH

U_I_L

0,5    1,0    1,5

0

Absorbancja A

1

Rysunek 3.47. Zależność miedzy błędem względnym pomiaru a mierzonymi wartościami absorbancji

rozpuszczanie, oddzielenie innych składników), a nie tylko od końcowego etapu, którym jest reakcja barwna i pomiar spektrofotometiyczny. Wymagania pod względem dokładności zmniejszają się, gdy oznacza się coraz mniejsze zawartości pierwiastków. Przy oznaczaniu zawartości 10^-3— —10^-4% błędy dokładności wynoszą ±10%, natomiast przy oznaczaniu śladów (10~⁶—10^_7%) po wstępnym zagęszczeniu — wynoszą w przybliżeniu ±30%.

3.2.9. Układy barwne będące podstawą oznaczeń spektrofotometrycznych

Barwa a struktura związków organicznych

Zgodnie z teorią chromoforową, stworzoną przez Witta już w 1870 roku, związki organiczne są barwne, a więc wykazują selektywną absorpcję światła, jeżeli zawierają grupy chromoforowe (grupy niosące barwę). Pojęcie grupy chromoforowej rozszerzono później także na grupy pochłaniające promieniowanie niewidzialne (bliski nadfiolet). Grupami ćhromo-forowymi są nienasycone ugrupowania atomów lub układy sprzężonych wiązań podwójnych w cząsteczce związku organicznego. Do najważniejszych chromoforów należą grupy: azowa —N=N—, azoksy —N=N^?,

Przej ścia elektronowe w grupach chromoforowych są ułatwione. Według teorii elektronowej przyczyną powstawania barwy jest wzbudzenie obecnego w tych grupach sprzężonego układu elektronów it (występujących w atotnach z wielokrotnymi wiązaniami), które szczególnie łatwo ulegają wzbudzeniu. Czynnikiem decydującym o barwie jest jakość grup chromoforowych, a także ich wzajemne ustawienie. Aby związek był barwny wystarcza obecność w cząsteczce jednego silnego chromoforu, np. grupy azowej lub układu chinoidowego. Słabsze chromofoiy muszą występować w większej liczbie. Na ogół pojedyncze chromofoiy charakteryzują się absorpcją w nadfiolecie. Większa liczba grup chromoforowych w cząsteczce powoduje absorpcję fal dłuższych. Na przykład im większa jest liczba grup etylenowych n w cząsteczce kwasu nienasyconego CH3(CH=CH)„COOH, tym głębsza jest barwa. Wynika to z przesunięcia maksimum absorpcji w kierunku fal dłuższych — od nadfioletu do podczerwieni — i nazywa się przesunięciem lub efektem batochromo-wym. Przesuwanie się maksimum absorpcji w kierunku przeciwnym, w stronę fal krótszych, nazywa się podwyższeniem barwy lub efektem hipsochromowym. Efekt hipsochromowy jest więc przeciwny do bato-chromowego.

Silny efekt batochromowy wywołuje obecność chromoforów sprzężonych, czyli dwóch lub kilku chromoforów zawierających układ wiązań sprzężonych. Chromofory sprzężone wywołują absorpcję światła o znacznie większych długościach fali i o większym natężeniu w porównaniu z absorpcją poszczególnych chromoforów składowych. Tak np. etylen H2C=CH2, w którego cząsteczce występuje jedno wiązanie podwójne, absorbuje w dalekim nadfiolecie (ok. 195 nm). Natomiast witamina A, której cząsteczka ma 5 wiązań podwójnych w układzie sprzężonym —C=C—C=C— absorbuje promieniowanie znacznie dłuższe (ok. 326 nm), a /3-karoten o 11 wiązaniach podwójnych w układzie sprzężonym absorbuje w zakresie widzialnym 420-—480 nm.

Efekt batochromowy może być uzyskany przez wprowadzenie również grup auksochromowych, które same nie wywołują barwy (absorpcja własna tych grup należy zazwyczaj do zakresu X < 200 nm), ale współdziałając z chromoforami powodują zwiększenie intensywności lub modyfikację zabarwienia. Szereg grup auksochromowych uporządkowany według zwiększającego się wpływu na przesunięcie widma absorpcyj-