Այս հոդվածում մենք մանրամասնորեն կքննարկենք այն վերլուծական մեթոդները, որոնք հիմնված են առանձին ատոմների էներգետիկ վիճակի փոփոխության վրա: Սրանք վերլուծության օպտիկական մեթոդներ են: Եկեք նկարագրենք դրանցից յուրաքանչյուրը, առանձնացնենք տարբերվող հատկանիշները։
Սահմանում
Անալիզի օպտիկական մեթոդներ - առանձին ատոմների էներգետիկ վիճակի փոփոխման վրա հիմնված մեթոդների մի շարք։ Նրանց երկրորդ անունը ատոմային սպեկտրոսկոպիա է։
Անալիզի օպտիկական մեթոդները կտարբերվեն ազդանշանի ստացման և հետագա գրանցման եղանակով (անհրաժեշտ է վերլուծության համար): Դրանք նշանակելու համար օգտագործվում է նաև OMA հապավումը: Վերլուծության օպտիկական մեթոդներն օգտագործվում են վալենտական, արտաքին էլեկտրոնների էներգիայի հոսքերն ուսումնասիրելու համար։ Նրանց բոլոր բազմազանության համար ընդհանուր է վերլուծված նյութի ատոմների նախնական տարրալուծման (ատոմիզացման) անհրաժեշտությունը:
Մեթոդի տեսակներ
Մենք արդեն գիտենք, թե կոնկրետ ինչ է իրենից ներկայացնում վերլուծության օպտիկական մեթոդը: Այժմ հաշվի առեք այս մեթոդների բազմազանությունը.
- Ռեֆրակտոմետրիկվերլուծություն.
- Բևեռաչափական վերլուծություն.
- Օպտիկական կլանման մեթոդների հավաքածու։
Մենք կվերլուծենք վերլուծության օպտիկական մեթոդների այս դասակարգման յուրաքանչյուր դիրքը հետագա առանձին:
Ռեֆրակտոմետրիկ բազմազանություն
Որտե՞ղ է կիրառելի բեկման ինդեքսը: Անալիզի այս տեսակի օպտիկա-սպեկտրային մեթոդը լայնորեն կիրառվում է սննդամթերքի ուսումնասիրության մեջ՝ ճարպեր, լոլիկներ, տարբեր հյութեր, մուրաբա, ջեմ։
Refractive վերլուծությունը հիմնված է բեկման ինդեքսը չափելու վրա (մեկ այլ անուն է բեկում), որը կարող է օգտագործվել հուսալիորեն դատելու որոշակի նյութի բնույթը, դրա մաքրությունը և զանգվածային լուծույթներում տոկոսը:
Լույսի ճառագայթի բեկումը միշտ տեղի է ունենում երկու տարբեր միջավայրերի սահմաններում, պայմանով, որ դրանք ունեն տարբեր խտություն: Անկման անկյան սինուսի և բեկման անկյան սինուսի հարաբերակցությունը կլինի երկրորդ նյութի հարաբերական բեկման ինդեքսը առաջինին: Այս արժեքը համարվում է հաստատուն։
Ինչի՞ց է կախված բեկման ինդեքսը: Առաջին հերթին նյութի բնույթից։ Այստեղ կարևոր նշանակություն ունեն նաև լույսի ալիքի երկարությունը և ջերմաստիճանը։
Եթե լույսի անկյունը ընկնում է 90 աստիճանով, ապա այս դիրքը կհամարվի բեկման սահմանափակող անկյուն: Դրա արժեքը կախված կլինի միայն այն լրատվամիջոցների ցուցիչներից, որոնցով անցնում է լույսը: Ի՞նչ է դա տալիս: Եթե առաջին միջավայրի բեկման ինդեքսը բաց է հետազոտողի համար, ապա երկրորդի բեկման սահմանափակող անկյունը չափելուց հետո նա կարող է որոշել իրեն արդեն իսկ հետաքրքրող միջավայրի բեկման ինդեքսը։
Բևեռաչափական բազմազանություն
Մենք շարունակում ենք վերլուծել վերլուծության օպտիկական մեթոդների հիմունքները: Բևեռաչափությունը հիմնված է որոշ տեսակի նյութերի հատկության վրա՝ փոխելու լույսի տատանումների վեկտորը:
Նյութերը, որոնք ունեն այս ուշագրավ հատկությունը, երբ դրանց միջով բևեռացված ճառագայթ է անցնում, կոչվում են օպտիկական ակտիվ: Օրինակ, շաքարների ամբողջ զանգվածի մոլեկուլների կառուցվածքային առանձնահատկությունները որոշում են օպտիկական ակտիվության դրսևորումը տարբեր լուծույթներում:
Նման օպտիկական ակտիվ նյութի լուծույթի շերտով բևեռացված ճառագայթ է անցնում: Տատանման ուղղությունը կփոխվի. դրա արդյունքում բևեռացման հարթությունը կպտտվի որոշակի անկյան տակ: Այն կկոչվի բևեռացման հարթության պտտման անկյուն։ Այս դիրքը կախված է հետևյալ գործոններից՝
- Բևեռացման հարթության պտույտ.
- լուծույթի փորձարկման շերտի հաստությունը և կոնցենտրացիան։
- Ամենաբևեռացված ճառագայթի ալիքի երկարությունը։
- Ջերմաստիճան.
Նյութի օպտիկական խտությունը այս դեպքում բնութագրվելու է հատուկ պտույտով: Ո՞րն է այս արժեքը: Այն հասկացվում է որպես անկյուն, որով բևեռացման հարթությունը պտտվում է, երբ բևեռացված ճառագայթը անցնում է լուծույթով: Ընդունված են հետևյալ պայմանական արժեքները՝
- 1 մլ լուծույթ։
- 1 գ նյութ։
- Լուծման շերտի հաստությունը (կամ բևեռացնող խողովակի երկարությունը) 1 դմ է։
Այս ծավալի լուծույթում լուծված
Օպտիկական կլանումբազմազանություն
Շարունակում ենք ծանոթանալ անալիտիկ քիմիայի օպտիկական անալիզի մեթոդներին։ Դասակարգման հաջորդ կատեգորիան օպտիկական կլանումն է։
Սա ներառում է վերլուծության այն մեթոդները, որոնք հիմնված են վերլուծված նյութերի կողմից էլեկտրամագնիսական ճառագայթման կլանման վրա: Դրանք այսօր համարվում են ամենատարածվածը հետազոտական, գիտական, սերտիֆիկացման լաբորատորիաներում։
Երբ լույսը կլանվի, մոլեկուլները և ներծծող նյութերի ատոմները կանցնեն նոր գրգռված վիճակի: Արդեն, կախված նման նյութերի բազմազանությունից, ինչպես նաև նրանց կողմից կլանված էներգիան փոխակերպելու ունակությունից, առանձնանում է կլանման օպտիկական մեթոդների մի ամբողջ շարք: Դրանք առավել մանրամասն կներկայացնենք հաջորդ ենթավերնագրում։
Օպտիկական կլանման մեթոդների դասակարգում
Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում օպտիկական անալիզի այս մեթոդների դասակարգումը քիմիայում։ Այն ներկայացված է չորս դիրքով՝
- Ատոմային կլանում. Ի՞նչ է ներառված այստեղ: Սա վերլուծություն է, որը հիմնված է ուսումնասիրվող նյութերի ատոմների կողմից լույսի էներգիայի կլանման վրա։
- Կլանող մոլեկուլ. Այս մեթոդը հիմնված է ուսումնասիրված, վերլուծված նյութի բարդ իոնների և մոլեկուլների լույսի կլանման վրա։ Այստեղ մեծ ուշադրություն է դարձվում սպեկտրի ինֆրակարմիր, տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն գոտիներին։ Ըստ այդմ՝ դրանք են ֆոտոկոլորիմետրիան, սպեկտրոֆոտոմետրիան, IR սպեկտրոսկոպիան։ Ի՞նչն է կարևոր ընդգծել այստեղ: Սպեկտրոֆոտոմետրիան և ֆոտոկոլորիմետրիան հիմնված են մի շարք միատարր համակարգերի հետ ճառագայթման փոխազդեցության վրա։ Հետևաբար, մեջԱնալիտիկ քիմիայում դրանք հաճախ միավորվում են մեկ խմբի մեջ՝ լուսաչափական մեթոդներ։
- Նեֆելոմետրիա. Այս տեսակի վերլուծությունը հիմնված է հետազոտվող նյութի կասեցված մասնիկների կողմից լույսի էներգիայի կլանման և հետագա ցրման վրա:
- Ֆտորաչափական (կամ լյումինեսցենտ) անալիզ. Մեթոդը հիմնված է ճառագայթման չափման վրա, որն առաջանում է, երբ էներգիան ազատվում է հետազոտողի կողմից ուսումնասիրվող նյութի գրգռված մոլեկուլներից: Ներկայացված է ֆլուորեսցենտով և ֆոսֆորեսցենտով։ Մենք դրանք կվերլուծենք առանձին։
Լուսավորություն
Լյումինեսցենցիան ընդհանրապես գիտական աշխարհում կոչվում է ատոմների, մոլեկուլների, իոնների և նյութի այլ ավելի բարդ մասնիկների ու միացությունների փայլ: Առաջանում է գրգռված վիճակից էլեկտրոնների նորմալ վիճակի անցնելու արդյունքում։
Այսպիսով, որպեսզի նյութը սկսի լուսարձակվել, պետք է որոշակի քանակությամբ էներգիա մատակարարվի նրան դրսից: Ուսումնասիրվող նյութի մասնիկները էներգիա կլանեն՝ անցնելով գրգռված վիճակի, որում կմնան որոշակի ժամանակահատված։ Այնուհետև վերադարձեք նախկին հանգստի վիճակին՝ միաժամանակ տալով սեփական էներգիայի մասնաբաժինը լյումինեսցենտային քվանտաների տեսքով:
Ֆոսֆորեսցենտություն և ֆլուորեսցենտություն
Կախված գրգռված վիճակի տեսակից, ինչպես նաև նրանում նյութի գտնվելու ժամանակից՝ առանձնանում են լյումինեսցենցիայի երկու տեսակ՝ ֆոսֆորեսցենտ և ֆլյուորեսցենտ։ Նրանցից յուրաքանչյուրն առանձնանում է իր տարբերվող հատկանիշներով.
- Լյումինեսցենտ. Որոշակի նյութի մի տեսակ ինքնալուսավորություն, որըկշարունակվի միայն ճառագայթման դեպքում: Երբ հետազոտողը հեռացնում է գրգռման աղբյուրը, փայլը կդադարի կա՛մ ակնթարթորեն, կա՛մ 0,001 վայրկյանից հետո:
- Ֆոսֆորասցենցիա. Որոշակի նյութի մի տեսակ ինքնալուսավորություն, որը կշարունակվի նույնիսկ այն ժամանակ, երբ այն գրգռող լույսն անջատվի:
Հենց ֆոսֆորեսցենտն է օգտագործվում սննդամթերքի ուսումնասիրության համար։ Լյումինեսցենտ հետազոտության մեթոդը օգնում է հայտնաբերել նյութը ուսումնասիրված նմուշում 10-11գ/գ կոնցենտրացիայով: Այս մեթոդը լավ կլինի վիտամինների որոշ տեսակների որոշման, կաթնամթերքի մեջ սպիտակուցների և ճարպերի առկայության, մսի և ձկնամթերքի թարմությունը ուսումնասիրելու, մրգերի, բանջարեղենի և հատապտուղների վնասը ախտորոշելու համար: Նաև լյումինեսցենտային հետազոտությունն օգտագործվում է արտադրանքի մեջ դեղամիջոցների, կոնսերվանտների, թունաքիմիկատների և տարբեր քաղցկեղածին նյութերի հայտնաբերման համար:
Ամբողջ կլանման խումբը հաճախ զուգորդվում է սպեկտրոքիմիական (կամ սպեկտրոսկոպիկ) կատեգորիայի մեջ՝ անալիտիկ քիմիայում վերլուծության օպտիկական մեթոդների դասակարգման մեջ: Չնայած այն հանգամանքին, որ մեթոդներն էապես տարբեր են, դրանք բոլորն ունեն մեկ ընդհանուր բան՝ հիմնված են լույսի կլանման նույն օրենքների վրա: Բայց միևնույն ժամանակ զգալի տարբերություններ կան ներծծող մասնիկների տեսակի, հետազոտության ապարատային ձևավորման և այլնի մեջ։
Լուսաչափական բազմազանություն
Սպեկտրալ մոլեկուլային կլանման վերլուծության մեթոդների բազմության անվանումը. Դրանք հիմնված են ընտրովի կլանման վրաէլեկտրամագնիսական ճառագայթումը տեսանելի, ուլտրամանուշակագույն, ինֆրակարմիր հատվածներում ուսումնասիրվող բաղադրիչի մոլեկուլների կողմից: Դրա կոնցենտրացիան որոշվում է մասնագետի կողմից Բուգեր-Լամբեր-Գարեջրի օրենքի համաձայն։
Ֆոտոմետրիկ անալիզը ներառում է ֆոտոմետրիա, սպեկտրոֆոտոմետրիա և ֆոտոկոլորիմետրիա:
Ֆոտոէլեկտրոկոլորիմետրիկ բազմազանություն
Ֆոտոէլեկտրոկոլորիմետրիկ մեթոդն ավելի օբյեկտիվ է, երբ համեմատվում է տեսողական գունաչափության հետ: Համապատասխանաբար, այն տալիս է ավելի ճշգրիտ հետազոտական արդյունքներ: Այստեղ օգտագործվում են տարբեր FEC-ներ՝ ֆոտոէլեկտրական գունաչափեր։
Գունավոր հեղուկի միջով անցնելիս լուսային հոսքը մասամբ ներծծվում է։ Մնացածն ընկնում է ֆոտոսելի վրա, որտեղ առաջանում է էլեկտրական հոսանք, որը գրանցում է ամպաչափ։ Որքան ինտենսիվ է լուծույթի կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է նրա օպտիկական խտությունը: Որքան մեծ է լույսի կլանման աստիճանը և այնքան փոքր է ստացված ֆոտոհոսանքի ուժը։
Մենք ուսումնասիրեցինք անալիտիկ քիմիայում այսօր օգտագործվող օպտիկական վերլուծության մեթոդների ամբողջ դասակարգումը. ռեֆրակտոմետրիկ, բևեռաչափական, օպտիկական կլանում: Նրանց միավորում է նյութի նախնական ատոմացման անհրաժեշտությունը։ Բայց միևնույն ժամանակ, մեթոդներից յուրաքանչյուրն առանձնանում է իր տարբերակիչ հատկանիշներով՝ վերլուծության համար ազդանշան ստանալու և գրանցելու տարատեսակներով։
