Люмінесцентні методи аналізу

Емісійна фотометрія базується на вимірі енергії, що випромінюється речовиною внаслідок енергетично збудженого стана. До методів емісійної фотометрії відносять люмінесценцією, яка заснована на ефекті енергетичного збудження молекул і атомів досліджуваної речовини, як наслідок впливу жорсткого ультрафіолетового випромінювання, і полум'яну фотометрію, яка заснована на ефекті енергетичного збудження полум'ям структурних складових досліджуваної речовини.

Люмінесцентні методи аналізу засновані на спроможності деяких речовин виділяти променисту енергію під впливом електромагнітного випромінювання з більш короткою довжиною хвилі. Це явище називається люмінесценцією. Якщо розташувати по лінії хвиль спектральну характеристику збудливої системи і смугу люмінесценції, то одержимо графік, зображений на рис.11.

		λ, нм
	λзб

 

Рис. 11. Залежність випромінювання від довжини хвилі:

l_зб, l_л – положення максимуму відповідно лінії збудження та лінії люмінесценції; J_зб і J_л - відповідно інтенсивність збудження і люмінесценції.

g - квантовий вихід люмінесценції: g = .

Чим більше g, тим інтенсивніше люмінесценція. Як правило g < 1.

Проста модифікація кількісного люмінесцентного аналізу - метод стандартних серій.

Флуориметрія заснована на вимірі інтенсивності флуоресценції речовин. Інтенсивність флуоресценції залежить від концентрації речовини. Звичайно для флуориметричних вимірів застосовують концентрації речовин 10^–4 – 10^–6 г/мл; в цих межах залежність інтенсивності від концентрації прямолінійна. Кількісні виміри у флуориметрії засновані на використанні стандартних розчинів речовин (спосіб порівняння або калібрувального графіку). Якщо в якості розчину порівняння застосовується стандартний розчин речовини, то концентрацію досліджуваного розчину (С_х) розраховують за формулою:

,

де – показання флуориметру для досліджуваного розчину; – показання флуориметру для стандартного розчину; – показання флуориметру для контрольного розчину; – концентрація стандартного розчину.

Лабораторна робота № 4

Люмінесцентний метод визначення замаслювачів у тканинах

Мета роботи: визначити відсотковий вміст замаслювача на тканині.

Обладнання і реактиви: джерело ультрафіолетового випромінювання зі світлофільтром, пробірки, мірний пальчик, піпетки на 1 мл, тканина, ваги аналітичні, розчинник – чотирьоххлористий вуглець (CCl₄).

Методика виконання роботи

Наважку тканини біля 0,2 г вміщують у чисту пробірку, яка заповнена 5 мл чотирьоххлористого вуглецю (попередньо перевіряють пробірку з розчинником на відсутність люмінесценції). Пробірку з тканиною закривають пробкою і струшують протягом 5 хвилин. Отриманий розчин фільтрують через паперовий фільтр. Лійку з фільтром поміщають у чисту пробірку такого ж об’єму. Щоб випадкові забруднення не спотворили результат, попередньо фільтр необхідно перевірити на відсутність люмінесценції. Для цього через нього пропускають 10 мл чистого CCl₄, а потім ще разом таку ж кількість. Останній фільтрат перевіряють на люмінесценцію. Інтенсивність світіння цієї проби не повинна перевищувати концентрацію олії в розчині (10 мг/л). Коли це досягнуто, фільтр вважається придатним для проведення аналізу. Якщо ж люмінесценція вище, промивання повторюють. Після того, як основний розчин відфільтрований, фільтр промивають ще 2 мл чотирьох ­хлористого вуглецю й обидва розчини зливають, доводять загальний об^'єм до 10 мл, переливають його в пробірку для спостережень. Інтенсивність світіння отриманого розчину порівнюють із стандартною шкалою при ультрафіолетовому опроміненні. Концентрацію в пробірці з досліджуваним розчином приймають такою, як і в стандарті з найбільше близькою інтенсивністю світіння. Потім розраховують відсотковий вміст замаслювача у тканині.

Готування стандартної шкали

Із еталонного розчину замаслювача і розчинника – чотирьоххлористого вуглецю готують стандартну шкалу, що містить 0, 10, 20, 40, 80, 160 мг/л замаслювача. Об’єм приготовлених розчинів повинний складати 10 мл у кожній пробірці. Стандартні розчини поміщають в однакові пробірки.

Приклад розрахунку

У результаті аналізу знайдено, що інтенсивність світіння розчину після екстракції лежить між 20 мг/л і 40 мг/л. Приймаючи, що концентрація цього розчину складає 30 мг/л, розраховуємо відсотковий вміст замаслювача в тканині за формулою:

%,

де 0,03 – концентрація досліджуваного розчину замаслювача (г/л), 10 – об’єм розчину (мл), 100 – перерахунок у відсотки (%), 0,201 – наважка тканини (г), 1000 – коефіцієнт перерахунку мілілітрів у літри. Зробити висновок за отриманими даними.

 

Питання та вправи для самоконтролю

1. Які існують види люмінесценції?Гасіння люмінесценції. Теоретичні основи флюорометрії.

2. Хемілюмінесцентний аналіз.

3. Яку величину називають квантовим виходом?

4. Які фактори впливають на інтенсивність флуоресценції?

5. Наведіть оптичну схему флуорометру.

6. Розрахуйте масову частку розчину рибофлавіну, якщо показання флуориметру для досліджуваного розчину 0,64, контрольного 0,12, стандартного розчину (1,2 мкг/мл) 0,47, а його контрольного 0,08? (відповідь 1,6 · 10^-4 %.)

7. При флуориметруванні серії стандартних розчинів тіаміну одержані наступні дані (показання флуориметру для контрольного розчину 0,15):

С, мкг/мл......................1 2 3 4 5

Показання приладу.....0,28 0,39 0,51 0,62 0,74

Чому дорівнює концентрація досліджуваного розчину (у %), який дав показання флуориметру 0,46, а для його контрольного розчину 0,07? (відповідь 3,2 · 10^–4 %)