Спектрофотометрія та її застосування - Реферат

До фізичних та фізико-хімічних методів дослідження відносяться: визначення температур плавлення і кристалізації, а також температурних меж перегонки; визначення густини, показників заломлення (рефрактометрія), оптичного обертання (поляриметрія); спектрофотометрія - ультрафіолетова, інфрачервона; фотоколориметрія, емісійна та атомно-абсорбційна спектрометрія , флуориметрія, спектроскопія ядерного магнітного резонансу, мас-спектрометрія; хроматографія адсорбційна, розподільча, іонообмінна, газова, високоефективна рідинна; електрофорез (фронтальний, зональний, капілярний); електрометричні методи (потенціометричне визначення РН, потенціометричне титрування, амперометричне титрування, вольтамперометрія). Спектральна фотометрія дає методи отримання спектрів випромінювання, відбивання, пропускання, поглинання і розсіювання.Якщо відбулося поглинання електромагнітної енергії світла ,то про молекулу говорять що вона збудженна , або перейшла в збуджений стан .Молекула або частина молекули ,яка може бути збуджена шляхом поглинання світла в видимій і ближній УФ-області ,називається хромофором .Зазвичай енергія збудження перетворюється в тепло (кінетичну енергію) в результаті зіткнення збудженої молекули з іншою молекулою (наприклад, молекулою розчинника). Ці стани називаються енергетичними рівнями молекули. Головні енергетичні рівні визначаються можливим просторовим розподілом електронів і називаються електронними енергетичними рівнями; на них накладаються коливальні рівні, які вказують на різні типи коливань. Зміна енергетичного стану при випущенні або поглинанні кванта називається переходом .Спрощено перехід між електронними енергетичними рівнями відповідає енергії , необхідної для переміщення електрона з одної орбіталі на іншу. Однак, оскільки можливі переходи з основного стану на будь коливальний і обертальний рівні першого збудженого стану, а лінії мають кінцеву ширину, то спектр проявляється у вигляді відносно плавної кривої.Для більшості молекул довжини хвиль, відповідних переходів між основним станом і будь-яким коливальним рівнем першого збудженого стану, лежать в ультрафіолетовій і видимій області спектра.У Радянському Союзі випускалися однопроменеві, призмові , не регіструючі прилади СФ-4 і СФ-4А для вимірів в ультрафіолетовій, видимій та ближній інфрачервоній областях спектру (від 220 до 1100 нм), не регіструючий прилад з дифракційними решітками СФД-2 для вимірювань від 220 до 1100 нм, однопроменевий, призменний спектрофотометр СФ-5М для вимірювань від 380 до 1100 нм, і двопроменеві, призмові, реєструючі прилади СФ-2М і СФ-10 для вимірів у видимій частині спектру від 400 до 750 нм. Ртутні лампи забезпечують дуже високу інтенсивність в ультрафіолетовій і видимій областях, даючи інтенсивну лінію спектру ртуті і суцільне випромінювання. Змішане випромінювання проходить через щілину в монохроматор, в якому промінь розкладається на спектр за допомогою призми або дифракційної решітки. Шляхом обертання призми або дифракційної решітки можна виділити певну частину спектру, яка через щілину направляється в кюветне відділення, де знаходиться розчин досліджуваної речовини. Показник заломлення будь-якого матеріалу змінюється в залежності від довжини хвилі, що визначається наступним рівнянням: n = n0 C / (? - ?0), де n - показник заломлення при визначеній довжині хвилі;Потім в промінь поміщають кювету, що містить розчинник, і прилад встановлюється для вимірювання в одиницях проникнення (нуль поглинання) при певній довжині хвилі. Після чого, кювету з розчинником замінюють кюветою з розчином досліджуваної речовини і виробляють вимір.За цією методикою вимірюють два фотоструми - один пропорційний інтенсивності променя, що пройшов через розчинник, і другий - пропорційний інтенсивності променя, що пройшов через розчин речовини. Щоб співвідношення цих струмів були еквівалентні проникності, треба джерело випромінювання і детектор залишати постійними в межах, коли проникність встановлена на одиницю і коли проникність зменшується при вимірюванні поглинання речовини. Один з променів проходить через кювету з розчинником, інший - через кювету з досліджуваним речовиною. Зручністю двопроменевих приладів є можливість реєстрації показань.У приладах з одним детектором промені, що виходять з двох кювет, спрямовуються на ту ж частина катода однієї лампи.Вимірювання поглинання проводиться для багатьох цілей: визначення концентрації речовини, аналізу деяких хімічних реакцій, ідентифікації речовин та визначення структурних параметрів макромолекул.Найбільш часто через вимірювання поглинання проводять для визначення концентрації .Це можна робити, якщо відомий молярний коефіцієнт погашення і дотримується закон Бера. Оскільки закон Бера дотримується принаймні до D = 2 (яка наближається до межі для більшості спектрофотометрів), легко підрахувати концентрацію, а саме: D, рівна 0,5, відповідає 25 мкг / мл, D, равная 0,1, відповідає 5 мкг / мл і т. д.

Зміст

Вступ

1. Загальна теорія поглинання світла молекулами

2. Апаратура для вимірювання поглинання у видимому та ультрафіолетовому світлі

2.1 Спектрофотометри

3. Методика спектрофотометричних вимірювань

4. Фактори, що впливають на абсорбціонні властивості хромофора

4.1 Ефект РН

4.2 Ефект полярності

4.3 Ефекти орієнтації

5. Застосування абсорбційної спектроскопії у видимій і УФ-областях спектра

5.1 Приклад 1. Вимірювання концентрації

5.2 Приклад 2. Дослідження хімічних реакцій

5.3 Приклад3. Спектрофотометричне титрування білків

5.4 Приклад 4. Асоціація білка

5.5 Приклад 5.Пертурбація розчинником нуклеїнових кислот

6. Поглинання поляризованого світла

7. Інфрачервона спектроскопія

7.1 Методика вимірювань

7.2 Інформація, що міститься в інфрачервоних спектрах

8. Виявлення фальсифікації органічних лікарських речовин ,випробування на чистоту спектрофотометрією в ультрафіолетовому спектрі. Інфрачервоні спектри поглинання та їх застосування для ідентифікації лікарських речовин

Висновки