Оптические методы количественного анализа. Атомно-эмиссионный спектральный анализ

Оптические   методы количественного    анализа

Оптический  количественный  анализ

Основан на регистрации изменений, происходящих с лучом света при прохождении его через исследуемый раствор.

Методы количественного анализа:

q  Фотометрия

q  Рефрактометрия

q  Поляриметрия

Фотометрические  методы  анализа

w  Абсорбционная фотометрия:

Ø  спектрофотометрия

Ø  нефелометрия (собственно нефелометрия и турбидиметрия)

Ø  атомно-адсорбционная фотометрия

2. Эмиссионная фотометрия:

Ø  флуориметрия

Ø  пламенная фотометрия

Ø  атомно-эмиссионный спектральный анализ

Адсорбционная   фотометрия

Закон  Бугера-Ламберта-Беера

где It – интенсивность света, прошедшего через раствор, Io – интенсивность падающего на раствор света, L – толщина слоя раствора в см, с – концентрация поглощающего свет раствора вещества; ε – коэффициент погашения (абсорбции, экстинции). Если концентрация раствора составляет моль/л и L  = 1см, то ε = А

Оптическая   плотность раствора

Оптическая плотность раствора = экстинция = адсорбция   раствора (Е, D, А) – логарифм   отношения    интенсивности падающего   на   раствор   света  (Io)   к интенсивности   света,   прошедшего  через  раствор   (It).

Оптическая плотность растворов при прочих равных условиях прямо пропорциональна концентрации вещества!

Светопроницаемость  раствора

Светопроницаемость (прозрачность) раствора (Т) – отношение интенсивности монохроматического потока излучения, прошедшего через исследуемый объект, к интенсивности первоначального светового потока. Выражается в %.

                          Т(%) = It/Io  х  100

Спектрофотометрия

Измерение интенсивности окраски раствора анализируемого вещества относительно интенсивности окраски эталонового раствора.

Приборы для выполнения  - фотометры и спектро -фотометры.

 В фотометрах нужные спектральные диапазоны выделяются при помощи светофильтров. Число рабочих участков спектра = числу светофильтров.

В спектрофотометрах участки света выделяются с помощью призм или дифракционных решеток, поэтому можно установить любую длину волны в заданном диапазоне и выделить более узкий (монохроматический) участок спектра.

Спектрофотометры –приборы более высокого класса.

                Нефелометрия

Нефелометрия – метод анализа, связанный с оценкой степени мутности исследуемого раствора. Мутность возникает в результате взвешивания в растворителе мельчайших твердых частиц вещества, которые рассеивают лучи света, проходящие через раствор. Интенсивность рассеивания света возрастает с увеличением размера и числа рассеивающих частиц.

Эта закономерность  соблюдается в сильно разбавленных растворах, что позволяет определять концентрацию вещества по степени мутности образуемых им растворов.

Основные методы нефелометрии

Измеряется интенсивность светового потока, возникшего вследствие рассеяния падающего на взвесь света. Оптимальное условие – использование растворов низкой концентрации.

Основные методы нефелометрии (продолжение)

2. Турбидиметрия

Наиболее  частые  длины  волн, используемые  для  фотометрии

Видимая область спектра – 400-700 нм.

(самый частый используемый диапазон.)

Более 700 нм – инфакрасная (используется очень редко)

Менее 400 – УФ длинноволновая (300-400)

                      УФ коротковолновая (220-300)

Эмиссионная   фотометрия

Это метод анализа, основанный на измерении энергии, излучаемой веществом в результате энергетически возбужденного состояния. Основные методы эмиссионной фотометрии:

а) Флуориметрия

б) Пламенная фотометрия

Флуориметрия

Флуориметрия – основана на измерении флуоресценции, которая возникает в результате энергетического возбуждения исследуемого вещества под влиянием  жесткого коротковолнового облучения (обычно ультрафиолетовые лучи).

Выполняется на аппаратах – флуориметрах.

По чувствительности намного выше колориметрических методов (в 100-1000 раз).

Недостаток – связан именно с высокой чувствительностью, т.к. требуются громоздкие способы предварительной очистки вещества от примесей, которые вносят фоновые искажения.

В клинических лабораториях используется нешироко. Определяют катехоламины.

Пламенная   фотометрия

В качестве энергетического агента, вызывающего состояние возбуждения исследуемого вещества используется пламя газовой горелки. Ионы металлов окрашивают пламя в различный цвет, в соответствии с характерными для них спектрами испускания. Для выделения излучения отдельных ионов применяют специальные светофильтры.

В КДЛ применяют в основном для определения концентрации ионов калия и натрия, т.к. эти элементы возбуждаются легче остальных  - достаточна энергия низкотемпературного пламени сгорания метана в воздухе. Недостаток метода – необходимость газового оборудования. Эти методы заменяют на ионоселективные, потенциометрические.

Атомно-эмиссионный
спектральный   анализ

Основные  условия  измерения  при  работе с фотометрической  аппаратурой

2. Длина световой волны. Определяется физико-химическими свойствами исследуемых растворов. Визуально они могут быть: а) прозрачные неокрашенные; б)мутные неокрашенные; в)прозрачные окрашенные, г) мутные окрашенные (исследованию не подлежат).

w  используются в иммунологии при определении ЦИК, в биохимии для определения НАД. Замер в УФ области при соответственно 280 и 340 нм.

w  относится к нефелометрии, длина волны 540 нм (зеленый светофильтр) или 640 нм (красный светофильтр).