Молекулярно-абсорбционный спектральный анализ

Молекулярно-абсорбционный спектральный анализ основан на изучении молекулярных спектров поглощения.
На основе молекулярных спектров поглощения проводят функциональный анализ проб, то есть определение природы и концентрации функциональных групп или связей в веществе.

В аналитической практике широко используется  УФ-спектры и  спектры в видимой области электромагнитного излучения, фиксирующие электронные переходы в молекуле, и ИК-спектры, обусловленные колебательными и вращательными переходами. Существует несколько разновидностей этого метода.

Фотоколориметрический анализ основан на сравнении интенсивности окрасок исследуемого раствора и стандартного раствора определенной концентрации. Такое сравнение в принципе может быть проведено и иногда проводится визуальным методом. Для этого используют набор стандартных растворов, имеющих различную интенсивность окраски в зависимости от концентрации растворенного анализируемого вещества. Та концентрация, при которой совпадают интенсивность окраски стандарного и анализируемого раствора, считается результатом анализа.

Иногда для этих целей используют приборы, называемые колориметрами. В этом случае добиваются одинаковой интенсивности окраски поля, которое наблюдает исследователь, путем изменения толщины поглощающегося свет стандартного раствора, и эту возникающую разность толщины слоев фиксируют. Она пропорциональна концентрации вещества.


Чаще всего используются специальные приборы, называемые фотоэлектроколориметрами (ФЭК), в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и анализируемому растворам, сводится к нулю, и отсчет снимается со шкалы компенсатора (компенсационный метод измерения). Компенсация может осуществляться оптическим или электрическим способом.

Благодаря своей простоте фотоколориметрический метод широко используется в аналитической практике, но позволяет проводить анализ лишь окрашенных растворов.


Спектрофотометрический анализ
основан на измерении светопоглощения при строго определенной длине волны, которая соответствует максимуму поглощения данного исследуемого вещества. Интенсивность поглощения, согласно закону Ламберта-Бера, пропорциональна концентрации поглощаемого вещества и ширине поглощающего слоя. Прибор, используемый для измерения светопоглощения, называется спектрофотометром.


В процессе анализа раствор анализируемой пробы помещают в кювету с известной шириной и пропускают пучок света известной интенсивности, из которого с помощью специального устройства выделяют излучение определенной длины. На выходе замеряют интенсивность прошедшего света.

Для учета влияния среды (раствора, в котором содержится определяемое вещество) используют раствор сравнения. В качестве раствора сравнения, как правило, выступает чистый растворитель. Но, если известен состав анализируемой пробы, в раствор сравнения лучше добавлять все компоненты. Это значительно повысит точность анализа. Раствор сравнения наливают  во вторую кювету такой же ширины, как и первая, и, пропуская свет через эту кювету, устанавливают шкалу прибора на ноль, то есть вычитают интенсивность поглощения среды. Прибор предварительно калибруют с помощью стандартных растворов анализируемого вещества.

Чаще всего для спектрофотометрического анализа используют УФ-диапазон электромагнитного излучения или видимую область спектра.

Абсорбционная спектрофотометрия обладает высокой чувствительностью (10-5 – 10-6%), достаточной точностью (3-5%) и высокой селективностью.






Спектроскопический анализ заключается в изучении спектров, снятых в широкой области длин волн. Для качественной идентификации функциональных групп в аналитической практике и при исследовании строения вещества незаменим спектроскопический анализ колебательных и колебательно-вращательных спектров поглощения молекул, получаемых в ИК-диапазоне длин волн. К настоящему времени изучены и сведены в атласы и таблицы ИК-спектры более чем 20 000 соединений. ИК-спектроскопию успешно используют и для количественного анализа. Менее широкое применение имеет УФ-спектроскопический анализ.