في هذه المقالة سننظر بالتفصيل في الأساليب التحليلية التي تعتمد على تغيير حالة الطاقة للذرات الفردية. هذه هي طرق التحليل البصرية. دعونا نعطي وصفًا لكل منها ، ونبرز السمات المميزة.
التعريف
الطرق البصرية للتحليل - مجموعة من الأساليب تعتمد على تغيير حالة الطاقة للذرات الفردية. الاسم الثاني هو التحليل الطيفي الذري.
ستختلف طرق التحليل البصرية في طريقة الحصول على الإشارة وتسجيلها (مطلوب للتحليل). يستخدم الاختصار OMA أيضًا لتعيينهم. تستخدم طرق التحليل الضوئية لدراسة تدفقات طاقة التكافؤ والإلكترونات الخارجية. تشترك جميع تنوعها في الحاجة إلى التحلل الأولي إلى ذرات (الانحلال) للمادة التي تم تحليلها.
أنواع الطريقة
نحن نعلم بالفعل ما هي بالضبط طريقة بصرية للتحليل. ضع في اعتبارك الآن تنوع هذه الطرق:
- قياس الانكسارالتحليل
- تحليل الاستقطاب
- مجموعة من طرق الامتصاص البصري.
سنقوم بتحليل كل موقع من مواضع هذا التصنيف لطرق التحليل البصرية بشكل منفصل.
متنوعة الانكسار
أين ينطبق معامل الانكسار؟ يستخدم هذا النوع من طريقة التحليل الطيفي البصري على نطاق واسع في دراسة المنتجات الغذائية - الدهون والطماطم والعصائر المختلفة والمربى والمربى.
يعتمد التحليل الانكساري على قياس معامل الانكسار (اسم آخر هو الانكسار) ، والذي يمكن استخدامه للحكم بشكل موثوق على طبيعة مادة معينة ونقاوتها ونسبتها المئوية في المحاليل الكتلية.
سيحدث دائمًا انكسار الحزمة الضوئية عند حدود وسيطين مختلفين ، بشرط أن يكون لهما كثافة مختلفة. ستكون نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار هي معامل الانكسار النسبي للمادة الثانية إلى الأولى. تعتبر هذه القيمة ثابتة.
على ماذا يعتمد معامل الانكسار؟ بادئ ذي بدء ، من طبيعة المادة. الطول الموجي للضوء ودرجة الحرارة مهمان هنا أيضًا.
إذا كانت زاوية الضوء 90 درجة ، فسيتم اعتبار هذا الموضع هو زاوية الانكسار المحددة. ستعتمد قيمته فقط على مؤشرات تلك الوسائط التي يمر الضوء من خلالها. ماذا يعطي؟ إذا كان معامل الانكسار للوسيط الأول مفتوحًا للباحث ، فبعد قياس زاوية الحد للانكسار للوسيط الثاني ، يمكنه تحديد معامل الانكسار للوسيط الذي يهمه بالفعل.
متنوعة القطبية
نواصل تحليل أساسيات طرق التحليل البصرية. يعتمد Polarimetric على خاصية أنواع معينة من المواد لتغيير متجه اهتزازات الضوء.
المواد التي لها هذه الخاصية المميزة ، عندما يمر شعاع مستقطب من خلالها ، تسمى نشطة بصريًا. على سبيل المثال ، تحدد السمات الهيكلية لجزيئات الكتلة الكاملة للسكريات مظهر النشاط البصري في الحلول المختلفة.
يتم تمرير شعاع مستقطب عبر طبقة من محلول مثل هذه المادة الفعالة بصريًا. سيتم تغيير اتجاه التذبذب - سيتم تدوير مستوى الاستقطاب نتيجة لذلك بزاوية معينة. ستسمى زاوية دوران مستوى الاستقطاب. يعتمد هذا الموقف على عدد العوامل التالية:
- دوران مستوي الاستقطاب.
- سماكة وتركيز طبقة اختبار المحلول
- الطول الموجي للشعاع الأكثر استقطابًا.
- درجة الحرارة
ستتميز الكثافة البصرية للمادة في هذه الحالة بالدوران المحدد. ما هذه القيمة؟ يُفهم على أنه الزاوية التي يدور من خلالها مستوى الاستقطاب عندما تمر الحزمة المستقطبة عبر المحلول. القيم الشرطية التالية مقبولة:
- 1 مل محلول
- 1 غرام من المادة المذابة في هذا الحجم من المحلول.
- سماكة طبقة المحلول (أو طول أنبوب الاستقطاب) 1 dm.
الامتصاص البصريمتنوعة
نواصل التعرف على الطرق البصرية للتحليل في الكيمياء التحليلية. الصنف التالي في التصنيف هو الامتصاص البصري
يتضمن ذلك طرق التحليل التي تعتمد على امتصاص المواد التي تم تحليلها للإشعاع الكهرومغناطيسي. تعتبر اليوم الأكثر شيوعًا في مختبرات البحث والعلمية وإصدار الشهادات.
عندما يتم امتصاص الضوء ، ستنتقل جزيئات وذرات المواد الماصة إلى حالة جديدة متحمسة. بالفعل ، اعتمادًا على مجموعة متنوعة من هذه المواد ، وكذلك القدرة على تحويل الطاقة التي تمتصها ، تتميز مجموعة كاملة من طرق الامتصاص الضوئية. سوف نقدمها بمزيد من التفصيل في العنوان الفرعي التالي.
تصنيف طرق الامتصاص البصري
نلفت انتباهكم إلى تصنيف طرق التحليل البصري في الكيمياء. ويمثلها أربع وظائف:
- الامتصاص الذري. ما هو مدرج هنا؟ هذا تحليل يعتمد على امتصاص ذرات المواد قيد الدراسة للطاقة الضوئية.
- الجزيئية الامتصاصية. تعتمد هذه الطريقة على امتصاص الضوء بواسطة الأيونات المعقدة والجزيئات للمادة المدروسة والمحللة. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام هنا لمناطق الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية من الطيف. وفقًا لذلك ، هذه هي القياس الضوئي ، القياس الطيفي ، التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. ما هو المهم لتسليط الضوء هنا؟ يعتمد قياس الطيف الضوئي والقياس الضوئي على تفاعل الإشعاع مع عدد من الأنظمة المتجانسة. لذلك ، فيفي الكيمياء التحليلية ، غالبًا ما يتم دمجهم في مجموعة واحدة - طرق القياس الضوئي.
- قياس الكلى. يعتمد هذا النوع من التحليل على امتصاص وزيادة تشتت الطاقة الضوئية بواسطة الجسيمات العالقة للمادة قيد الدراسة.
- تحليل قياس الفلورومتر (أو الانارة). تعتمد الطريقة على قياس الإشعاع الذي يظهر عند إطلاق الطاقة بواسطة الجزيئات المثارة للمادة التي يدرسها الباحث. يمثله الفلورة والفسفور. سنقوم بتحليلها بشكل منفصل.
تألق
اللمعان بشكل عام في العالم العلمي يسمى توهج الذرات والجزيئات والأيونات وغيرها من الجسيمات ومركبات المادة الأكثر تعقيدًا. يظهر نتيجة انتقال الإلكترونات إلى الحالة الطبيعية من الحالة المثارة.
وهكذا ، لكي تبدأ مادة ما في التألق ، يجب توفير كمية معينة من الطاقة لها من الخارج. سوف تمتص جزيئات المادة قيد الدراسة الطاقة ، وتنتقل إلى حالة الإثارة ، والتي ستبقى فيها لفترة زمنية معينة. ثم عد إلى حالة السكون السابقة ، مع التخلي عن حصة من طاقتها في شكل كوانت التألق.
الفسفرة والفلورة
اعتمادًا على نوع الحالة المثارة ، بالإضافة إلى وقت بقاء المادة فيها ، هناك نوعان من اللمعان - الفسفرة والفلورة. يتميز كل منهم بخصائصه المميزة:
- الإسفار. نوع من التألق الذاتي لمادة معينةسيستمر فقط عند التشعيع. عندما يزيل الباحث مصدر الإثارة ، سيتوقف التوهج إما على الفور أو بعد 0.001 ثانية.
- الفسفور. نوع من اللمعان الذاتي لمادة معينة والذي سيستمر حتى عندما ينطفئ الضوء الذي يثيرها.
هو الفسفور الذي يستخدم لدراسة المنتجات الغذائية. تساعد طريقة البحث الانارة على اكتشاف مادة في العينة المدروسة بتركيز 10-11g / g. ستكون هذه الطريقة جيدة لتحديد أنواع معينة من الفيتامينات ووجود البروتينات والدهون في منتجات الألبان ودراسة نضارة اللحوم ومنتجات الأسماك وتشخيص الأضرار التي لحقت بالفواكه والخضروات والتوت. أيضًا ، تُستخدم أبحاث الإنارة للكشف عن الشوائب الطبية والمواد الحافظة ومبيدات الآفات والعديد من المواد المسببة للسرطان في المنتجات.
غالبًا ما يتم دمج مجموعة الامتصاص بأكملها في فئة طيفية (أو طيفية) في تصنيف طرق التحليل البصرية في الكيمياء التحليلية. على الرغم من حقيقة أن الأساليب مختلفة بطبيعتها ، إلا أنها تشترك جميعًا في شيء واحد: فهي تستند إلى نفس قوانين امتصاص الضوء. ولكن في الوقت نفسه ، هناك اختلافات كبيرة في نوع امتصاص الجسيمات وتصميم الأجهزة للدراسة وما إلى ذلك.
متنوعة فوتومترية
اسم مجموعة طرق تحليل الامتصاص الجزيئي الطيفي. وهي تستند إلى الامتصاص الانتقائيالإشعاع الكهرومغناطيسي في المناطق المرئية فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء بواسطة جزيئات المكون قيد الدراسة. يتم تحديد تركيزه من قبل متخصص وفقًا لقانون Bouguer-Lambert-Beer.
يشمل التحليل الضوئي القياس الضوئي والقياس الطيفي والقياس الضوئي.
تشكيلة Photoelectrocolorimetric
الطريقة الكهروضوئية هي أكثر موضوعية عند مقارنتها بقياس الألوان المرئي. وفقًا لذلك ، فإنه يعطي نتائج بحث أكثر دقة. يتم استخدام FECs المختلفة هنا - مقاييس الألوان الكهروضوئية.
يتم امتصاص التدفق الضوئي عند المرور عبر سائل ملون جزئيًا. يقع الباقي على الخلية الكهروضوئية ، حيث ينشأ تيار كهربائي ، يسجل مقياس التيار الكهربائي. كلما زاد تركيز المحلول ، زادت كثافته البصرية. كلما زادت درجة امتصاص الضوء وقلت قوة التيار الضوئي الناتج.
قمنا بفحص التصنيف الكامل لطرق التحليل البصري المستخدمة اليوم في الكيمياء التحليلية: قياس الانكسار ، الاستقطاب ، الامتصاص البصري. هم متحدون من خلال الحاجة إلى الانحلال الأولي للمادة. لكن في الوقت نفسه ، تتميز كل طريقة بخصائصها المميزة - أنواع استقبال وتسجيل إشارة للتحليل.
