Лекция 4. Оптические методы анализа.

Суть метода основывается на взаимодействии вещества со средой, а в качестве среды имеют электромагнитные волны оптического диапазона. В результате взаимодействия происходит изменение свойств веществ, вступивших в реакцию.

Применяется два общих способа измерения:

1) На глаз

2) Инструментальный метод

При взаимодействии вещества с электромагнитными волнами можно зафиксировать следующие изменения:

- угол преломления, который обусловлен поляризацией молекул вещества

- поглощение света веществом

- электрическая проводимость, которая может меняться и т. д.

Диапазон э\м волн l=100 – 100`000 м

J = с / l [Гц] V = 1/ l [см ^-1]

Для оптических методов анализа присущи такие характеристики, как коэффициент преломления, оптическая плотность и т.д.

L = kּc

Электромагнитное излучение	Ультрофиолетовый	Визуальный (видимый)	Инфракрасный
λ=100 - 100000нм	100 - 360	380 - 760	760 - 100000

 

Весь спектр обладает различными свойствами.

Есть методы, основывающиеся на поглощении света веществом. Поглощать свет могут молекулы и ионы.

1) колориметрия

2) фотоколориметрия

3) спектрофотометрия (использует весь диапазон) получают спектр вещества

Также может поглощаться атомами вещества – атомноабсоркционный метод.

Вещества, находящиеся в состоянии плазмы (высокая t), могут сами излучать свет.

Эмиссионный метод.

- флюорометрия;

- люминесцентный метод;

Излучать свет могут и отдельные атомы, когда вещество переходит в состояние плазмы (800 – 5000 ⁰С).

- эмиссионный спектральный анализ;

- пламенная фотометрия.

Есть методы, которые основаны на интенсивности проницаемости света.

- эмульсия – два несовместимых по фазе вещества (пример: ода и жир)

- нефелометрия («мутнометрия») – оценивается степень мутности;

- турбодиметрия.

Все оптические методы используют специальные приборы

1) источник излучения;

2) фокусирующее устройство;

3) селектор (преобразователь)

4) кювета с изучаемым веществом;

5) детектор излучения (глаз, фотоэлемент, фотоэлектронный умножитель);

6) блок усиления сигнала;

7) регистрирующий или показывающий прибор (самописец).

 

Источники излучения:

пламя горелки;

вольтова дуга;

лампа накаливания(320-10000);

натриевые лампы (λ=585 нм);

водородные и дейтеривые лампы (180-320);

для тепловых волн используются глобары – спрессованный карбид кремния SiС (от 1 мкм и выше);

для диапазона ультрафиолетового используются ртутно-кварцевые лампы (200-500 нм).

Фокусирующее устройство

Селекторы (преобразователь света)

преломляющая призма

обычные светофильтры

призмодифракционные решетки

Кюветы (например, держатели для вещества)

Детекторы излучения

глаз

фотоколориметр

болометры

фотоэлементы

фотоэлектронные умножители

термоэлементы

Усилитель сигнала

Регистратор и анализатор

микроамперметр

вольтметр

самописцы

компьютеры с анализаторами