در این مقاله به تفصیل آن دسته از روش های تحلیلی را بررسی خواهیم کرد که مبتنی بر تغییر حالت انرژی اتم های منفرد هستند. اینها روشهای تحلیل نوری هستند. بیایید هر یک از آنها را شرح دهیم، ویژگی های متمایز را برجسته کنیم.
تعریف
روش های تحلیل نوری - مجموعه ای از روش ها بر اساس تغییر حالت انرژی اتم های منفرد. نام دوم آنها طیف سنجی اتمی است.
روش های تحلیل نوری در روش به دست آوردن و ضبط بیشتر سیگنال (برای تجزیه و تحلیل مورد نیاز) متفاوت است. از مخفف OMA نیز برای تعیین آنها استفاده می شود. روش های نوری آنالیز برای مطالعه جریان های انرژی ظرفیت، الکترون های خارجی استفاده می شود. مشترک همه تنوع آنها نیاز به تجزیه اولیه به اتم (اتمیزه کردن) ماده مورد تجزیه و تحلیل است.
انواع روش
ما قبلاً می دانیم که روش تحلیل نوری دقیقاً چیست. اکنون انواع این روش ها را در نظر بگیرید:
- انکسارسنجتجزیه و تحلیل.
- تجزیه و تحلیل پلاریمتری.
- مجموعه ای از روش های جذب نوری.
ما هر یک از موقعیت های این طبقه بندی روش های نوری آنالیز را به طور جداگانه تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.
نوع رفرکتومتری
ضریب شکست کجا قابل اعمال است؟ این نوع روش تحلیل طیفی نوری به طور گسترده در مطالعه محصولات غذایی - چربی، گوجه فرنگی، آب میوه های مختلف، مربا، مربا استفاده می شود.
تجزیه و تحلیل انکسار مبتنی بر اندازه گیری ضریب شکست است (نام دیگر شکست است)، که می تواند برای قضاوت قابل اعتماد ماهیت یک ماده خاص، خلوص و درصد آن در محلول های جرمی استفاده شود.
شکست یک پرتو نور همیشه در مرز دو محیط مختلف رخ می دهد، مشروط بر اینکه چگالی متفاوتی داشته باشند. نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست ضریب شکست نسبی ماده دوم به ماده اول خواهد بود. این مقدار ثابت در نظر گرفته می شود.
ضریب شکست به چه چیزی بستگی دارد؟ اول از همه، از ماهیت ماده. طول موج نور و دما نیز در اینجا مهم هستند.
اگر زاویه نور در 90 درجه کاهش یابد، این موقعیت به عنوان زاویه محدود شکست در نظر گرفته می شود. مقدار آن فقط به شاخص های آن رسانه هایی که نور از آن عبور می کند بستگی دارد. چه چیزی می دهد؟ اگر ضریب شکست محیط اول برای محقق باز باشد، پس از اندازه‌گیری زاویه محدود شکست دوم، می‌تواند ضریب شکست محیطی را که قبلاً مورد علاقه او بوده است، تعیین کند.
واریته پلاریمتری
ما به تجزیه و تحلیل اصول روشهای نوری آنالیز ادامه می دهیم. پلاریمتری بر اساس خاصیت انواع خاصی از مواد برای تغییر بردار نوسانات نور است.
موادی که دارای این ویژگی قابل توجه هستند، هنگامی که یک پرتو پلاریزه از آنها عبور می کند، فعال نوری نامیده می شوند. برای مثال، ویژگی‌های ساختاری مولکول‌های کل توده قندها، تجلی فعالیت نوری را در محلول‌های مختلف تعیین می‌کند.
یک پرتو پلاریزه از لایه ای از محلول چنین ماده فعال نوری عبور داده می شود. جهت نوسان تغییر خواهد کرد - صفحه قطبش در نتیجه این امر با زاویه خاصی چرخش می یابد. زاویه چرخش صفحه قطبش نامیده می شود. این موقعیت به تعدادی از عوامل زیر بستگی دارد:
- چرخش صفحه قطبش.
- ضخامت و غلظت لایه آزمایشی محلول.
- طول موج قطبی ترین پرتو.
- دما.
چگالی نوری یک ماده در این مورد با چرخش خاص مشخص می شود. این ارزش چیست؟ این به عنوان زاویه ای است که از طریق آن صفحه قطبش هنگامی که یک پرتو پلاریزه از محلول عبور می کند می چرخد. مقادیر شرطی زیر پذیرفته می شوند:
محلول
جذب نوریتنوع
در ادامه با روشهای آنالیز نوری در شیمی تجزیه آشنا می شویم. دسته بعدی در طبقه بندی جذب نوری است.
این شامل آن دسته از روش های تجزیه و تحلیل است که بر اساس جذب تابش الکترومغناطیسی توسط مواد مورد تجزیه و تحلیل است. آنها امروزه رایج ترین در آزمایشگاه های تحقیقاتی، علمی و صدور گواهینامه در نظر گرفته می شوند.
هنگامی که نور جذب می شود، مولکول ها و اتم های مواد جاذب به حالت جدید برانگیخته می روند. در حال حاضر، بسته به تنوع چنین مواد و همچنین توانایی تبدیل انرژی جذب شده توسط آنها، مجموعه کاملی از روش های نوری جذب متمایز می شود. ما آنها را با جزئیات بیشتر در زیر عنوان بعدی ارائه خواهیم کرد.
طبقه بندی روش های جذب نوری
طبقه بندی این روش های آنالیز نوری در شیمی را مورد توجه شما قرار می دهیم. با چهار موقعیت نشان داده می شود:
- جذب اتمی. چه چیزی در اینجا گنجانده شده است؟ این تجزیه و تحلیل مبتنی بر جذب انرژی نور توسط اتم های مواد مورد مطالعه است.
- مولکولی جذبی. این روش مبتنی بر جذب نور توسط یون‌ها و مولکول‌های پیچیده ماده مورد مطالعه و آنالیز شده است. در اینجا توجه زیادی به مناطق مادون قرمز، مرئی و فرابنفش طیف می شود. بر این اساس، اینها فتوکلورمتری، اسپکتروفتومتری، طیف سنجی IR هستند. چه چیزی در اینجا مهم است؟ اسپکتروفتومتری و فوتوکلوریمتری بر اساس برهمکنش تابش با تعدادی از سیستم های همگن است. بنابراین، دردر شیمی تجزیه، آنها اغلب در یک گروه - روش های فتومتریک ترکیب می شوند.
- نفلومتری. این نوع تجزیه و تحلیل مبتنی بر جذب و پراکندگی بیشتر انرژی نور توسط ذرات معلق ماده مورد مطالعه است.
- آنالیز فلورومتری (یا لومینسنت). این روش مبتنی بر اندازه‌گیری تشعشعی است که وقتی انرژی توسط مولکول‌های برانگیخته ماده مورد مطالعه توسط محقق آزاد می‌شود، ظاهر می‌شود. با فلورسانس و فسفرسانس نشان داده می شود. ما آنها را جداگانه تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.
لومینسانس
درخشندگی به طور کلی در دنیای علم به درخشش اتم ها، مولکول ها، یون ها و دیگر ذرات و ترکیبات پیچیده تر ماده گفته می شود. در نتیجه انتقال الکترون ها به حالت عادی از حالت برانگیخته ظاهر می شود.
بنابراین، برای اینکه یک ماده شروع به درخشندگی کند، باید مقدار معینی انرژی از بیرون به آن عرضه شود. ذرات ماده مورد مطالعه انرژی را جذب می کنند و به حالت برانگیخته می روند و برای مدت زمان معینی در آن باقی می مانند. سپس به حالت استراحت قبلی بازگردید، در حالی که بخشی از انرژی خود را به شکل کوانتای لومینسانس می‌دهد.
فسفرسانس و فلورسانس
بسته به نوع حالت برانگیخته و همچنین زمان ماندن ماده در آن، دو نوع لومینسانس وجود دارد - فسفرسانس و فلورسانس. هر یک از آنها به دلیل ویژگی های متمایز خود متمایز هستند:
- فلورسانس. نوعی خوددرخشندگی یک ماده معین کهفقط در صورت تابش ادامه خواهد یافت. هنگامی که محقق منبع تحریک را حذف می کند، درخشش فوراً یا پس از 0.001 ثانیه متوقف می شود.
- فسفرسانس. نوعی خوددرخشندگی یک ماده خاص که حتی زمانی که نوری که آن را تحریک می کند خاموش شود، ادامه خواهد داشت.
فسفرسانس است که برای مطالعه محصولات غذایی استفاده می شود. روش تحقیق شب تاب به تشخیص یک ماده در نمونه مورد مطالعه با غلظت 10-11g/g کمک می کند. این روش برای تعیین انواع خاصی از ویتامین ها، وجود پروتئین و چربی در لبنیات، مطالعه تازگی گوشت و محصولات ماهی، تشخیص آسیب به میوه ها، سبزیجات و انواع توت ها مفید خواهد بود. همچنین، تحقیقات شب تاب برای شناسایی ترکیبات دارویی، نگهدارنده ها، آفت کش ها و مواد سرطان زا مختلف در محصولات استفاده می شود.
کل گروه جذب اغلب در یک دسته طیف‌شیمیایی (یا طیف‌سنجی) در طبقه‌بندی روشهای نوری آنالیز در شیمی تجزیه ترکیب می‌شود. علیرغم این واقعیت که روش ها ذاتاً متفاوت هستند، همه آنها یک چیز مشترک دارند: آنها بر اساس قوانین یکسان جذب نور هستند. اما در عین حال تفاوت های قابل توجهی در نوع ذرات جذب کننده، طراحی سخت افزاری مطالعه و … وجود دارد.
تنوع عکاسی
نام مجموعه روشهای آنالیز جذب مولکولی طیفی. آنها بر اساس جذب انتخابی هستندتابش الکترومغناطیسی در نواحی مرئی، فرابنفش، مادون قرمز توسط مولکول های جزء مورد مطالعه. غلظت آن بر اساس قانون بوگر-لامبر-بیر توسط متخصص تعیین می شود.
آنالیز فتومتری شامل فتومتری، اسپکتروفتومتری و فوتوکلوریمتری است.
انواع فوتوالکتروکلریمتری
روش فوتوالکتروکلریمتری در مقایسه با رنگ سنجی بصری عینی تر است. بر این اساس، نتایج تحقیقات دقیق تری به دست می دهد. در اینجا از FEC های مختلفی استفاده می شود - رنگ سنج های فوتوالکتریک.
شار نوری هنگام عبور از یک مایع رنگی تا حدی جذب می شود. بقیه آن روی فتوسل می افتد، جایی که یک جریان الکتریکی ایجاد می شود که آمپرمتر را ثبت می کند. هر چه غلظت محلول شدیدتر باشد، چگالی نوری آن بیشتر است. هر چه درجه جذب نور بیشتر و قدرت جریان نوری حاصله کمتر باشد.
ما کل طبقه بندی روش های آنالیز نوری را که امروزه در شیمی تجزیه استفاده می شود مورد بررسی قرار دادیم: شکست سنجی، پلاریمتری، جذب نوری. آنها با نیاز به اتمیزه کردن اولیه ماده متحد شده اند. اما در عین حال، هر یک از روش ها با ویژگی های متمایز خود متمایز می شوند - انواع دریافت و ثبت سیگنال برای تجزیه و تحلیل.
