Реферат на тему спектрофотометр

Обновлено: 07.07.2024

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ, метод исследования и анализа веществ, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения. Иногда под спектроскопией понимают раздел физики, объединяющий спектроскопию (как науку о спектрах электромагнитного излучения), фотометрию и спектрометрию [как теорию и практику измерения соответствующей интенсивности и длины волны (или частоты) электромагнитного излучения]; на практике спектроскопию часто отождествляют с оптической спектроскопией. По типам изучаемых систем спектроскопию обычно делят на молекулярную и атомную.

Работа состоит из 1 файл

Биофизика.doc

Реферат на тему:

Применение спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра основано на поглощении электромагнитного излучения соединениями, содержащими хромофорные (напр., С = С, С=С, С=О) и ауксохромные (ОСН₃, ОН, NH₂ и др.) группы (см. Цветность органических соединений>. Поглощение излучения в этих областях связано с возбуждением электронов s-, p-и n-орбиталей основного состояния и переходами молекул в возбужденные состояния: s : s*, n : s*, p : p* и n : p* (переходы перечислены в порядке уменьшения энергии, необходимой для их осуществления; см. также Молекулярные спектры). Переходы s : s* находятся в далекой ультрафиолетовой области, например у парафинов при ~ 120 нм. Переходы n : s* наблюдаются в ультрафиолетовой области; например, органические соединения, содержащие n-электроны, локализованные на орбиталях атомов О, N, Hal, S, имеют полосы поглощения при длине волны около 200 нм. Линии, соответствующие переходам p : p*, например, в спектрах гетероциклических соединений проявляются в области около 250-300 нм и имеют большую интенсивность. Полосы поглощения, соответствующие переходам n : p*, находятся в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра; они характерны для соединений, в молекулах которых имеются такие хромофорные группы, как С = О, C = S, N = N. Так, насыщенные альдегиды и кетоны имеют максимумы поглощения при длине волны около 285 нм. Переходы типа n : p* часто оказываются запрещенными, и соответствующие полосы поглощения обладают очень малой интенсивностью.

Переходы типа p : p* могут сопровождаться переходом электрона с орбитали, локализованной главным образом на одной группе (напр., С=С), на орбиталь, локализованную на другой группе (например, С=О). Такие переходы сопровождаются переносом электрона с одного атома на другой и соответствующие спектры наз. спектрами с переносом заряда. Последние характерны для различных комплексов (например, ароматических соединений с галогенами), интенсивно поглощающих в видимой и ультрафиолетовой областях.

Для ионов переходных металлов и их комплексных соединений характерны переходы с участием d-электронов, а для РЗЭ и актиноидов - переходы с участием f-электронов. Соответствующие соединения в растворе бывают интенсивно окрашенными, причем окраска (спектр поглощения) зависит от степени окисления катиона и устойчивости комплексного соединения. Поэтому спектроскопию широко используют при исследовании и анализе комплексных соединений металлов.

Изолированные, не взаимодействующие между собой хромофоры в молекуле поглощают независимо. В случае колебательных взаимодействий между ними аддитивность спектров нарушается. По отклонениям от аддитивности можно судить о характере и величине взаимодействия. Поскольку положение полос в спектре определяется как разность энергий основного и возбужденного состояний молекул, можно определять структуру энергетических уровней молекул или по известной схеме энергетических уровней определять положение полос поглощения. Любому электронному состоянию молекул соответствует набор различных колебательных уровней энергии. Колебательная структура полосы, соответствующей переходу между электронными уровнями, может отчетливо проявляться не только в спектрах газов, но и в спектрах некоторых растворов, что дает возможность получать дополнительную информацию о взаимодействиях молекул. Спектрофотометрическое исследование спектров молекул в видимой и УФ областях позволяет установить вид электронных переходов и структуру молекул. При этом часто исследуют влияние различных типов замещения в молекулах, изменения растворителей, титров и других физико-химических факторов.

В ИК области проявляются переходы между колебательными и вращательными уровнями (см. Колебательные спектры, Вращательные спектры). Среди частот колебаний молекул выделяют так называемые характеристические, которые практически постоянны по величине и всегда проявляются в спектрах химических соединений, содержащих определенные функциональных группы (вследствие чего эти частоты иногда называют групповыми; см. табл. на форзаце 2-го тома). Теория колебаний сложных молекул позволяет расчетным путем предсказать колебательный спектр соединений, то есть определить частоты и интенсивности полос поглощения.

Колебательные спектры молекул чувствительны не только к изменению состава и структуры (т.е. симметрии) молекул, но и к изменению различных физических и химических факторов, например изменению агрегатного состояния вещества, титры, природы растворителя, концентрации исследуемого вещества в растворе, различных взаимодействий между молекулами вещества (ассоциация, полимеризация, образование водородной связи, комплексных соединений, адсорбция и т. п.). Поэтому ИК спектры широко используют для исследования, качественного и количественного анализа разнообразных веществ.

В ближней ИК области (10000-4000 см -1 , или 1-2,5 мкм), где расположены обертоны и составные частоты основных колебаний молекул, полосы поглощения имеют интенсивность в 10 2 -10 3 раз меньше, чем в средней ИК области (4000-200 см -1 ). Это упрощает подготовку образцов, т.к. толщина поглощающего слоя м. б. достаточно большой (до нескольких мм и более). Экспериментальная техника для работы в этой области относительно проста. Однако чувствительность и селективность определения отдельных соединений невелики. Тем не менее высокое отношение сигнал: шум (до 10 5 ) создает хорошие условия для количественного анализа при содержании определяемого соединения около 1% и выше. Подобные анализы выполняются за 1 мин. В дальней ИК области (200-5 см -1 ) могут наблюдаться чисто вращательные переходы.

Интенсивность полосы поглощения молекулы определяется вероятностью соответствующего электронного (или колебательного) перехода. Для характеристики интенсивности полосы служит молярный коэффициент поглощения e (см. Абсорбционная спектроскопия), определяемый, согласно закону Бугера – Ламберта - Бера, как e = A/Cl, где А = = — lgT= — lg(I/I₀), T-пропускание, I₀ и I-интенсивности соотв. падающего и прошедшего через вещество излучения, С-молярная концентрация вещества, поглощающего излучение, l-толщина поглощающего слоя (кюветы), в см. Обычно e 5 , в ИК области e 3 (л/моль·см). Закон Бугера – Ламберта - Бера лежит в основе количеств. анализа по спектрам поглощения.

Для измерения спектров используют спектральные приборы-спектрофотометры, основные части которого: источник излучения, диспергирующий элемент, кювета с исследуемым веществом, регистрирующее устройство. В качестве источников излучения применяют дейтериевую (или водородную) лампу (в УФ области) и вольфрамовую лампу накаливания или галогенную лампу (в видимой и ближней ИК областях). Приемниками излучения служат фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и фотоэлементы (фоторезисторы на основе PbS). Диспергирующими элементами прибора являются призменный монохроматор или монохроматор с дифракционными решетками. Спектр получают в графической форме, а в приборах со встроенной мини-ЭВМ-в графической и цифровой формах. Графически спектр регистрируют в координатах: длина волны (нм) и(или) волновое число (см -1 )-пропускание (%) и(или) оптическую плотность. Основные характеристики спектрофотометров: точность определения длины волны излучения и величины пропускания, разрешающая способность и светосила, время сканирования спектра. Мини-ЭВМ (или микропроцессоры) осуществляют автоматизированное управление прибором и различную математическую обработку получаемых экспериментальных данных: статистическую обработку результатов измерений, логарифмирование величины пропускания, многократное дифференцирование спектра, интегрирование спектра по различным программам, разделение перекрывающихся полос, расчет концентраций отдельных компонентов и т. п. Спектрофотометры обычно снабжаются набором приставок для получения спектров отражения, работы с образцами при низких и высоких титрах, для измерения характеристик источников и приемников излучения и т.п.

Для исследования спектров в ИК области используют обычно спектрофотометры, работающие в интервале от 1,0 до 50 мкм (от 10000 до 200 см -1 ). Основными источниками излучения в них являются стержень из кароида кремния (глобар), штифт из смеси оксидов циркония, тория и иттрия (штифт Нернста) и спираль из нихрома. Приемниками излучения служат термопары (термоэлементы), болометры, различные модели оптико-акустических приборов и пироэлектрические детекторы, напр. на основе дейтерированного триглицинсульфата (ТГС). В спектрофотометрах, сконструированных по "классической" схеме, в качестве диспергирующих элементов применяют призменный монохроматор или монохроматор с дифракционными решетками. С кон. 60-х гг. 20 в. выпускаются ИК фурье-спектрофотометры (см. Фурье-спектроскопия), которые обладают уникальными характеристиками: разрешающая способность-до 0,001 см -1 , точность определения волнового числа v-до 10 -4 см -1 (относит. точность bDv/v ! ! 10 -8 ), время сканирования спектра может достигать 1 с, отношение сигнал:шум превышает 10 5 . Эти приборы позволяют изучать образцы массой менее 1 нг. К ним также имеются различные приставки для получения спектров отражения, исследования газов при малых или высоких давлениях, разных титрах и т. п. Встроенная в прибор мини-ЭВМ управляет прибором, выполняет фурье-преобразования, осуществляет накопление спектров, проводит различную обработку получаемой информации.

ИК фурье-спектрофотометры могут содержать программы по автоматической идентификации образца неизвестного состава и определению содержания примесей, напр. в полупроводниковых материалах.

Спектрофотометрию широко применяют для исследования органических и неорганических веществ, для качественного и количественного анализа различных объектов (в частности, природных), для контроля технологических процессов. Так, разработаны спектрофотометрические методы определения в растворах Сu и Rb (пределы обнаружения 3·10 -6 % по массе), Со (2,5 · 10 -5 % по массе), Hf и Zr (0,5 мкг/мл); V (0,2 мкг/мл), гликозидов (0,05 мкг), белков (0,2 мкг/мл), тимола (1-2 мкг/мл); в атмосфере можно определить СО, оксиды азота, этилен, О₃, NH₃, CH₄ с пределами обнаружения ~ 10 -7 % по массе.

1. Тема проекта: Молекулярная фотометрия и спектрофотометрия.

3. Содержание пояснительной записки: задание на выполнение работы, библиографический список.

4. Срок сдачи законченного проекта: 15. 12. 10

Руководитель проекта: доцент ____________ /. /

Дата выдачи задания: 15. 09. 10

Аннотация

Данная пояснительная записка представляет собой отчет о выполнении курсового проекта. В ней рассматриваются основные вопросы молекулярной фотометрии и спектрофотометрии.

The Summary

The given explanatory note represents the report on performance of the course project. In it are considered main questions of molecular photometry and spectrophotometric analysis.

Pages 15, figures 2.

Краткая историческая справка

Спектроскопия вообще и молекулярная спектроскопия в частности – это разделы физики, занимающиеся изучением качественного и количественного составов электромагнитного излучения, поглощенного, испущенного, рассеянного или отраженного веществом. Электромагнитное излучение, разложенное по длинам волн или по энергии, образует спектр. В качестве объектов спектрометрического исследования могут быть использованы самые разнообразные вещества, находящиеся в любых агрегатных состояниях. В простейшем случае это разреженный газ, среднее расстояние между молекулами которого настолько велико, что их можно рассматривать изолированно друг от друга. В наиболее сложном случае это конденсированное тело, в котором каждая образующаяся его частица находится под влиянием сил межмолекулярного взаимодействия. В связи с этим из спектроскопических данных можно получать информацию как о структуре и свойствах молекул, так и о силах межмолекулярного взаимодействия, а следовательно, и о строении вещества в целом.

В развитии спектроскопии как физического метода исследования веществ можно выделить два основных этапа. Первый этап представляет собой период эмпирического накопления фактов (разложение белого света в спектр с помощью призмы – Ньютон, 1666г.; наблюдение линий и полос поглощения – Волластон и Фраунгофер, 1802-1814гг.), установления многих фундаментальных феноменологических закономерностей (связь между поглощательной и излучательной способностью вещества – Кирхгоф, 1859г.; влияние на спектральные линии внешних магнитных и электрических полей – Зееман, 1896г., Штарк, 1913г.), а также попыток теоретического описания и интерпретации наблюдаемых зависимостей (классическая теория поглощения и дисперсии – вторая половина XIXв.; гипотеза квантов энергии – Планк, 1900г.).

Второй этап, начавшийся после формулировки Бором в 1913г. своих знаменитых квантовых постулатов и последовавшего за этим бурного развития квантовой теории, ознаменовался тем, что спектроскопия была поставлена на прочную научную основу. Значительный вклад в это внесли русские и в особенности советские ученые (Рождественский, Вавилов, Басов, Прохоров и пр.). В настоящее время спектроскопия и , в частности, молекулярная спектроскопия является одним из важнейших и перспективных физических методов исследования веществ, что делает ее особенно эффективной при решении разнообразных задач современной химии.

Под названием спектральный анализ понимают физический метод анализа химического состава вещества, основанный на исследовании спектров испускания и поглощения атомов или молекул. Эти спектры определяются свойствами электронных оболочек атомов и молекул, колебаниями атомных ядер в молекулах и вращением молекул, а также воздействием массы и структуры атомных ядер на положение энергетических уровней.

Различные типы спектрального анализа следует рассматривать с трех позиций:

1. По решаемым задачам:

· Элементный – устанавливается состав пробы по элементам

· Изотопный – устанавливается состав пробы по изотопам

· Молекулярный – устанавливается молекулярный состав пробы

· Структурный – устанавливаются структурные составляющие молекулярного соединения

2. По применяемым методам:

· Эмиссионный, использующий спектры поглощения, главным образом атомов.

· Абсорбционный, использующий спектры поглощения, главным образом молекул и их структурных частей

· Комбинационный, использующий спектры комбинационного рассеяния твердых, жидких и газообразных проб, возбуждаемые монохроматическим излучением

· Люминесцентный, использующий спектры люминесценции вещества, возбуждаемые ультрафиолетовым излучением или катодными лучами

· Рентгеновский, использующий рентгеновские спектры атомов, получающиеся при переходах внутренних электронов в атомах, или дифракцию рентгеновых лучей при прохождении их через исследуемый объект для изучения структуры вещества

· Радиоспектроскопический, использующий спектры поглощения молекул в микроволновом участке спектра с длинами волн больше 1 мм

3. По характеру получаемых результатов:

· Качественный, когда в результате анализа определяется состав без указания на количественное соотношение компонентов

· Полуколичественный, когда результат выдается в виде оценки содержания компонентов в некоторых более или менее узких интервалах концентраций в зависимости от применяемого метода приближенной количественной оценки

· Количественный, при котором выдается точное количественное содержание определяемых элементов или соединений в пробе.

Законы поглощения света

Молекулярный анализ с помощью спектров поглощения основан на использовании законов поглощения света. Формальное выражение этих законов одинаково для излучения любых частот, от инфракрасных до ультрафиолетовых.

Рассмотрим наиболее простой случай, когда лучи монохроматического света проходят через поглощающее вещество параллельным пучком, причем ослабление света определяется только числом поглощающих молекул, находящихся на пути лучей, и не зависит от абсолютной величины потока, а также от взаимного влияния молекул. В более сложных случаях требуются дополнительные расчеты, при которых используются законы ослабления пучка параллельных лучей. Первый из законов поглощения, открытый французским ученым Бугером (1729г.) и подробно проанализированный Ламбертом (1760г.) можно сформулировать следующим образом: каждый бесконечно тонкий слой внутри однородной среды поглощает определенную долю входящего в него потока излучения, пропорциональную его толщине. Вторая закономерность была установлена Бером (1852г.): поглощение данным тонким слоем однородной среды пропорционально числу содержащихся в нем поглощающих молекул, а следовательно также числу их в единице объема среды, т.е. концентрации. Установленные опытным путем Бугером, Ламбертом и Бером закономерности можно выразить математическим выражением:

где - показатель поглощения света, рассчитанный на единицу концентрации вещества и на единицу толщины слоя, - константа, не зависящая от интенсивности падающего света и концентрации вещества (но зависящая от длины волны света). Физический смысл становится понятней, если принять см и моль/л, тогда . Следовательно, молярный коэффициент поглощения равен оптической плотности одномолярного раствора при толщине слоя 1 см.

Интегрируя выражение (1) от 0 до , получим:

закон Бугера-Ламберта-Бера. Предположение о пропорциональности концентрации имеет приближенный характер. Оно справедливо для газов при малых давлениях и для растворов при малых концентрациях. Когда происходит сближение молекул при увеличении давления газа или увеличении концентрации раствора С, показатель поглощения обычно начинает изменяться вследствие физико-химического взаимодействия молекул.

В случае невозможности установить значение С поглощение относят к слою единичной толщины, полагая , т.е. или (закон Бугера-Ламберта). В этом случае величину k называют показателем поглощения, отнесенным к слою единичной толщины.

Закон Бугера-Ламберта-Бера справедлив только для монохроматического излучения; кроме того, в качестве рассматривался световой поток, только что вступивший в исследуемый слой вещества, а в качестве - покидающий его. обычно не равно интенсивности излучения , падающего на поверхность твердого образца или на поверхность кюветы с раствором, так же как не равно интенсивности излучения, вышедшего из твердого образца или из слоя раствора. Это неравенство обусловлено уменьшением измеряемых величин и вследствие отражения при переходе излучения в среду с другим коэффициентом преломления. Кроме того, интенсивность может уменьшаться и вследствие поглощения окошками кюветы и растворителя.

Задача спектрофотометрии состоит в определении и по измеряемым значениям и . В случае твердых тел определяют при помощи измерения величин и для двух образцов различной толщины и . Если больше и , то при условии, что поверхности обоих образцов имеют одинаковые коэффициенты отражения: . Этот метод применим также при измерении поглощения жидкости.

В случае измерения поглощения растворами необходимо исключить также поглощение, обусловленное растворителем. Для этой цели обычно используют две тождественные кюветы. Одну из них заполняют раствором, а другую – растворителем. Если отсутствует взаимодействие между исследуемым веществом и растворителем и если оптические параметры обеих кювет одинаковы, то измеренное отношение: для исследуемого растворенного вещества ( здесь - показатель поглощения растворителя, а - показатель поглощения исследуемого вещества).

В аналитической литературе также пользуются написанием Бугера-Ламберта-Бера в логарифмическом виде:

Если вместо натуральных логарифмов использовать десятичные логарифмы, то

где называют десятичным показателем поглощения на единицу концентрации С вещества. Эту величину называют также коэффициентом погашения или экстинкцией. Величины и связаны соотношениями и . Отношение светового потока, прошедшего через тело, к потоку, упавшему на тело , называют коэффициентом пропускания и обозначают буквой Т. Величину отношения потока излучения, поглощенного данным телом, к потоку излучения, упавшего на него , называют коэффициентом поглощения. Обратный логарифм коэффициента пропускания называют оптической плотностью .

Оптическая плотность раствора, содержащего несколько окрашенных веществ, обладает свойством аддитивности, которое иногда называют законом аддитивности светопоглощения. В соответствии с этим законом поглощение света каким-либо веществом не зависит от присутствия в растворе других веществ. При наличии в растворе нескольких окрашенных веществ каждое из них будет давать свой аддитивный вклад в экспериментально определяемую оптическую плотность:

где - оптическая плотность вещества 1,2, n

Концентрацию вещества С выражают в различных единицах. Для газов (и растворов) ее можно выражать числом молекул в 1 см 3 . Соответствующий этому случаю показатель поглощения называют молекулярным и относят к одной молекуле. Концентрацию растворенного вещества выражают также числом С грамм-молей в 1 литре раствора. В этом случае показатель поглощения принято обозначать буквой и называть молярным показателем поглощения. Численное соотношение между обоими коэффициентами можно получить из соотношения

Ограничения и условия применимости закона Бугера-Ламберта-Бера

Зависимость оптической плотности от концентрации графически выражается прямой линией, выходящей из начала координат. Опыт показывает, что линейная зависимость выполняется не всегда. При практическом применении закона Бугера-Ламберта-Бера необходимо учитывать следующие ограничения:

1. Закон справедлив для монохроматического света.

2. Коэффициент зависит от показателя преломления среды. Если концентрация раствора сравнительно невелика, его показатель преломления остается практически таким же, каким он был у чистого растворителя, и отклонений от закона по этой причине не наблюдается.

3. Температура при измерениях должна оставаться постоянной хотя бы в пределах нескольких градусов.

4. Пучок света должен быть параллельным.

5. Закон соблюдается только для систем, в которых светопоглощающими центрами являются частицы одного сорта.

Молекулярный спектральный анализ

Молекулярный спектральный анализ предполагает качественное и количественное определение молекулярного состава пробы по молекулярным спектрам поглощения и испускания. Эти методы применяются для промышленного контроля молекулярного состава проб, например, при производстве красителей, бензинов и т.д. Молекулярные спектры очень сложны, так как возможны различные электронные переходы в молекулах (электронные спектры), колебательные переходы с изменением колебательных состояний ядер атомов, входящих в состав молекулы (колебательный спектр), и изменения вращательных состояний молекулы (вращательный спектр). Эти спектры расположены в различных областях длин волн.

При проведении абсорбционного анализа по спектрам поглощения проба берется в газообразном, жидком или твердом состоянии, помещается между источником сплошного спектра (лампа накаливания для видимой области спектра, водородная или криптоновая лампа для ультрафиолетовой области, раскаленный штифт для инфракрасной области) и спектральным прибором. Спектр поглощения анализируется при помощи спектрометра или спектрофотометра.

Применение

Спектроскопия считается прикладной наукой и отличается большой информативностью. В молекулярной спектроскопии можно выделит следующие основные направления ее применения в науке и технике.

1. Идентификация веществ. Она основана на том, что каждое соединение, включая изомеры, имеет свой собственный и только ему присущий спектр. Это свойство используется для качественного анализа тех веществ, спектры которых уже известны.

2. Количественный анализ. Измерение интенсивности молекулярных спектров позволяет проводить с очень высокой чувствительностью количественный анализ различных веществ, не разрушая их.

3. Структурно-групповой (функциональный) анализ. Систематическое изучение спектров веществ с одинаковыми структурными группами показало, что в их спектрах имеются характерные полосы, с помощью которых можно решать обратную задачу – по характеристичным полосам определять в исследуемом соединении наличие той или иной структурной группы.

4. Определение строения молекул и вещества, т.е. пространственного расположения ядер и расстояний между ними.

5. Определение различных тепловых эффектов (напр., теплот испарения) по изменению интенсивности спектров в зависимости от температуры вещества.

6. Исследования межмолекулярного взаимодействия.

Принципиальная схема спектрометра

Фотометрическое измерение заключается в оценке различий в интенсивности двух потоков излучения: падающего на исследуемый объект и прошедшего через него на определенной длине волны. Приборы, на которых производят такие измерения, классифицируют по следующим основным принципам:

1. По спектральным областям, в которых они работают

2. По способу монохроматизации потока излучений:

· С высокой степенью монохроматизации (призменные и дифракционные монохроматоры)

· С низкой степенью монохроматизации (светофильтры)

3. По способу регистрации интенсивности излучения:

· Фотоэлектрические (фотометры, спектрометры, спектрофотометры)

Спектральные приборы, основанные на фотоэлектрическом принципе регистрации спектров, называются спектрометрами (спектрофотометрами). Они получили широкое распространение. Спектрометр состоит из следующих основных узлов: источника излучения, монохроматора 1, кюветного отделения 2, анализатора 3, приемника излучения 4, усилителя 5, регистрирующего устройства 6.

Рис.1. Принципиальная схема спектрофотометра

Для УФ-области спектра в качестве источников излучения используются водородные или более мощные дейтериевые лампы, дающие спектр излучения в области 180-400 нм. Обычным источником видимого излучения от 360 нм до ближней ИК-области является лампа накаливания с вольфрамовой нитью.

В спектрофотометрах применяются как призменные, так и дифракционные монохроматоры. Для уменьшения рассеянного излучения используются двойные монохроматоры либо дополнительные светофильтры.

В качестве приемников в УФ- и видимой областях используют вакуумные фотоэлементы, а также твердотельные фотоэлементы. Для УФ-области (150-400 нм) приемником служит фотоэлемент с сурьмяно-цезиевым фотокатодом, в видимой и ближней ИК-областях (до 1200 нм) применяют элементы с кислородно-цезиевым фотокатодом.

При использовании такого типа приборов построение спектра поглощения по точкам требует большого числа измерений. Кроме того, однолучевые приборы не пригодны для измерения очень малых изменений поглощения. Эти недостатки были устранены в более совершенных двулучевых схемах, которые предусматривают два равноценных пути прохождения излучения от одного и того же источника света. Один проходит через исследуемый образец, другой – через кюветы, содержащую раствор сравнения. Оба потока измеряют по отдельности или с помощью двух приемников излучения, или на одном приемнике с модулятором.

Рис.2. Принципиальная схема двулучевого спектрофотометра

После монохроматора с помощью системы расщепления луч света делится пополам, а затем через модулятор попадает на образец и эталон. На фотоприемник поочередно направляются лучи, проходящие через образец и эталон. При этом чаще всего используется дифференциальный метод регистрации поглощения или пропускания исследуемого образца относительно эталона. Изменяя длину волны света с помощью монохроматора, получают спектр поглощения исследуемого образца.

Библиографический список

1. Бабушкин А.А., Бажулин П.А., Королев Ф.А и др. Методы спектрального анализа (под ред. Левшина В.Л.). М.: Издательство Московского университета, 1962

2. Бахшиев Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию. Ленинград: Издательство Ленинградского университета, 1987

3. Левшин Л.В., Салецкий А.М. Оптические методы исследования молекулярных систем. Молекулярная спектроскопия. М.: Издательство Московского университета, 1994

4. Мальцев А.А. Молекулярная спектроскопия. М.: Издательство Московского университета, 1980

Содержание работы

Введение …………………………………………………………. 3
1 Законы поглощения света ……………………………………….. 4
1.1 Спектрофотометрия в фарм. анализе …………………………. .. 5
1.2 Анализ по поглощению растворов стандартных образцов ……7
1.2.1 Анализ по параметрам спектров поглощения ………………. 8
1.3 Испытание на чистоту ………….…………………………….. 10
2 Анализ однокомпонентных лекарственных средств ………….. 12
2.1 Способы измерения концентрации……………………………. 14
3 Дифференциальная спектрофотометрия …………………. 17
3.1 Анализ лекарственных смесей ……………………………….. 19
3.2 Лекарственные смеси с витаминами ………………………… 25
4 Спектрофотометры ……………………………………………. 27
Заключение ……………………………………………………. 31
Список используемых источников ………………………………. 32

Содержимое работы - 1 файл

реферат по аналитике.doc

1 Законы поглощения света ……………………………………….. 4

1.1 Спектрофотометрия в фарм. анализе …………………………. .. 5

1.2 Анализ по поглощению растворов стандартных образцов ……7

1.2.1 Анализ по параметрам спектров поглощения ………………. 8

1.3 Испытание на чистоту ………….…………………………….. 10

2 Анализ однокомпонентных лекарственных средств ………….. 12

2.1 Способы измерения концентрации……………………………. 14

3 Дифференциальная спектрофотометрия …………………. 17

3.1 Анализ лекарственных смесей ……………………………….. 19

3.2 Лекарственные смеси с витаминами ………………………… 25

4 Спектрофотометры ………………………………… …………. 27

Список используемых источников ………………………………. 32

Спектрофотометрический метод анализа в ряде случаев имеет существенное преимущество перед другими методами. В частности, Спектрофотометрический метод обеспечивает высокую чувствительность измерений концентрации инертных газов, в то время как для анализа смеси инертных газов химический метод вообще неприменим, а другие физические методы либо также неприменимы, либо имеют ограниченную чувствительность.

Спектрофотометрический метод анализа основан на спектрально-избирательном поглощении монохроматического потока световой энергии при прохождении его через исследуемый раствор. Метод позволяет определять концентрации отдельных компонентов смесей окрашенных веществ, имеющих максимум поглощения при различных длинах волн, он более чувствителен и точен, чем фотоэлектроколориметрический метод. Известно, что фотоколориметрический метод анализа применим только для анализа окрашенных растворов, бесцветные растворы в видимой области спектра обладают незначительным коэффициентом поглощения. Однако многие бесцветные и слабо окрашенные соединения ( особенно органические) обладают Характерными полосами поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что используют для их количественного определения. Спектрофотометрический метод анализа применим для измерения светопоглощения в различных областях видимого спектра, в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширяет аналитические возможности метода.

1 Законы поглощения света

Применение оптических методов основано на свойствах веществ поглощать световую энергию. Определения, связанные с измерением поглощения света, основаны на двух физических законах.

Закон Бугера-Ламберта связывает поглощение с толщиной слоя поглощающего вещества и выражается соотношением:

где j° - интенсивность излучения, падающего на вещество

j - интенсивность излучения, прошедшего через вещество

1 - толщина слоя вещества в сантиметрах

к - показатель поглощения, величина, обратная той толщине слоя, проходя через который поток излучения ослабевает в 10 раз.

Второй закон поглощения Бера выражает связь между интенсивностью поглощения и концентрацией поглощающего вещества в растворе:

lgj°/j = μxC, где μ- константа, зависящая от способа выражения концентрации раствора с - концентрация раствора

Объединенный закон Бугера - Ламберта – Бера : lgj°/j = μxCxl

Соотношение lg j°/j известно как поглощение /А/, оптическая плотность /Д/ или как экстинкция /Е/. Соотношение j°/jx 100 называют пропусканием /Т/.

Значение μ зависит от единиц, в которых выражают концентрацию вещества и толщину слоя. Концентрацию выразить в грамм-молях на 1 л раствора, а толщину в сантиметрах, то коэффициент поглощения будет равен молярному коэффициенту поглощения. Последний выражается греческой буквой эпсилон - ε.

Если концентрация выражается в граммах вещества на 100 мл раствора, то эта величина называется удельным показателем поглощения и обозначается символом Е1см1% .

Зависимость между удельным показателем поглощения и молярным показателем поглощения определяют по формулам:

Е = Е1см1% х М 10

где М - молекулярная масса.

1.1 Спектрофотометрия в фарм. анализе

Метод спектрофотометрии основан на способности многих органических веществ к избирательному поглощению электромагнитного излучения и широко используется для установления структуры вещества, а так же качественного и количественного анализа, испытания на чистоту.

Спектрофотометрический анализ предусматривает определение содержание вещества по поглощению им монохроматического излучения в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной области спектра. В отличие от фотометрии метод позволяет более точно измерять светопоглощение анализируемых веществ при строго определенной длине волны.

Единицей измерения длин волн в ультрафиолетовой и видимой областях спектра обычно служит нанометр (1 нм =10"7 см ). В зависимости от природы светопоглощения и разрешающей способности оптических приборов поглощения света измеряют в интервалах длин волн 185-400 нм (ультрафиолетовые спектры), 400-760 нм (видимая область спектра), 760-20000 (инфракрасные спектры). Часто инфракрасные излучения характеризуются волновым числом γ (нью) (γ =1/λ), где λ выражена в см); размерность - соответственно в см-1.

Инфракрасная спектрофотометрия, впервые введенная в ГФ10, является одним из основных современных физико-химических методов идентификации соединении, изучения строения молекул и др. Этот метод характеризуется высокой чувствительностью, полнотой информации о строении вещества.

Использование метода для идентификации сводится главным образом к визуальному сравнени ю ИК-спектров анализируемых веществ со спектрами стандартов, снятыми в аналогичных условиях и на тех же марках спектрофотометров. Успешному использованию ИК-спектроскопии для идентификации веществ способствует изучение атласов ИК-спектров поглощения веществ.

ГФ10 использует ИК-спектрофотометрию для идентификации фторотана, натриевых солей, метициллина и оксациллина путем сравнения со спектрами стандартных образцов. В МФ11 метод ИК-спектроскопии для идентификации кортикостероидов, сердечных гликозидов.

Светопоглощение в УФ и видимой областях спектра обладают вещества с определенной химической структурой. Основными факторами, обуславливающими поглощение света, являются наличие так называемых хромофоров, т.е. ненасыщенность (двойные, тройные связи), наличие карбонильной, карбоксильной, амидной, азо-, нитрозо-, нитро и др. функциональных групп. Известно также, что некоторые группы, не являясь хромофорными, увеличивают интенсивность окраски веществ - такие группы называют ауксохромными или ауксохромами. Типичные ауксохромы - гидроксильная и аминогруппы.

Каждая функциональная группа характеризуется поглощением в определенных областях спектра. Однако имеется ряд факторов (присутствие нескольких хромофорных групп, влияние растворителя и др.), приводящих к смещению полос поглощения в сторону больших длин волн (гипсохромное смещение). Кроме смещения может наблюдаться эффект увеличения (гиперхромный) или уменьшения (гипохромный) интенсивности поглощения.

Метод спектрофотометрии в УФ и видимой области включен в ГФ10 и МФ11 для определения подлинности, чистоты и количественного содержания лекарственных препаратов.

Качественным анализ лекарственных веществ с помощью спектрофотометрии называют установление их структуры на основании спектров поглощения.

Кроме того, под качественным анализом подразумевается так же установление подлинности лекарственных веществ.

Спектры поглощения представляют собой графическое изображение количества света, поглощаемого веществом при определенных значениях длин волн.

Для построения кривой спектра поглощения, величины длин волн наносят на ось абсцисс, а величины оптических плотностей (Д) - на ось ординат.

Характеристикой спектра поглощения вещества является поглощение максимумов (минимумов) поглощения, а так же интенсивность поглощения, что характеризуется величиной оптической плотности (Д) или удельным показателем поглощения при данной длине волны Е1см1% .

Наряду с величинами Д в УФ- и видимой областях для построения кривых спектров поглощения можно использовать такие величины удельных ( Е1см1% ) или молярных (ε) показателей поглощения.

Согласно ГФ10 и ГФ11 лекарственные вещества идентифицируют как по поглощению стандартных образцов, так и по известным параметрам спектров поглощения.

1.2 Анализ по поглощению растворов стандартных образцов

Этот метод наиболее достоверный. Он сводится к сравнению двух спектров поглощения, полученных в одних и тех же условиях. В качестве стандартного образца, если нет специальных указаний, принимается вещество, отвечающее требованиям фармакопеи.

Так, ультрафиолетовый спектр 0,0005% раствора этинилэстрадиола в спирте имеет максимумы и минимумы поглощения при тех же длинах волн, что и раствор стандартного образца одинаковой концентрации и одновременно измеренный, соответствующие величины поглощения при максимуме поглощения около 281 нм.

Этим методом по ГФ10 устанавливают подлинность натрия

о-йодгинкурата, меченного йодом 131 и натрия хромата, меченного хромом 51, в растворах для инъекций. В настоящее время идентификацию лекарственных средств по поглощению растворов стандартных образцов почти не проводят, однако именно этот метод следует рекомендовать для фармакопейных испытаний на подлинность.

1.3 Анализ по параметрам спектров поглощения

Наиболее простой способ тот, при котором указывается только положение максимумов поглощения лекарственного вещества.

В ГФ10 по положению максимумов идентифицируются ретинола ацетат в масляном растворе, рутин, цианкоболамин, хингамин и др. Указание положение максимумов является лишь ориентировочной характеристикой, так как не позволяет судить об общем виде спектра.

Значительно чаще в фармакопейных статьях приводят положение максимумов или минимумов и соответствующие им величины оптических плотностей.

Такой способ идентификации надежнее предыдущего, он встречается преимущественно в статьях ГФ11 .

Качественная характеристика лекарственных средств по длинам волн и оптической плотности:

Окситетрациклина г/х | 353 | 0,54-0,53 | 0,01н HCI | 0,002 |

Окситетрациклина дигидрат | 353 | 0,54-0,53 | 0,01н HCI | 0.002 |

В ГФ10 интенсивность поглощения чаще выражают через величину удельного показателя поглощения. По величине удельного показателя поглощения идентифицируют целый ряд лекарственного средства.

Качественная характеристика лек. средств по длинам волн и удельному показателю поглощения:

Дезоксикор-тикостерона ацетат | 240 | 430-450 | Этанол 95%| 0,001 |

Левомицетин | 278 | 290-305 | вода | 0,002 |

Токоферола ацетат | 285 | 42-47 | Безводный этанол | 0,001 |

Трифтазин | 258 | 610-650 | 0,01н HCI | 0,001 |

Трихомонацид | 357 | 520-560 | вода | 0,001 |

Иногда для идентификации лекарственных средств применяют отношение оптических плотностей при двух длинах волн, которые чаще всего соответствуют двум максимумам или максимуму и минимуму спектра поглощения.

Качественная характеристика лекарственных средств по длинам волн и отношению оптических плотностей:

Метициллина натриевая соль | 280 (max)264 | 1,30-1,45 | вода | 0,01 |

Натрия п-аминосалицилат | 265299 | 1,50-1,56 | | 0,001 |

Феноксиметил-пенициллин | 268274 | 1,21-1,24 | вода + NаНСОз | 0,02 |

Цианокобаламин в растворе для инъекций | 361548361278 | 3,0-3,41,7-1,83 | вода вода | 0,0020,002 |

В отдельных случаях лекарственные средства идентифицируют по разности оптических плотностей (Д1-Д2).

Бензилпенициллина калиевая соль Д26З-Д28О Д.б. не менее 0,72 .

Для идентификации лек. средств пригодны также наборы (атласы) спектров поглощения известных веществ. Чтобы быстрее отыскать необходимые данные, спектры поглощения шифруют.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ И ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯ

Фотометрические методы – это методы качественного и ко ; личественного анализа, основанные на измерении интенсивности пропускания, поглощения или рассеяния инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения исследуемым веществом. К фотометрическим методам анализа относят атомно-абсорбционный анализ, фотометрию пламени, турбидлметрию, нефелометрию, люминесцентный анализ, спектроскопию отражения и молекулярно-абсорбционный фотометрический анализ.

1. Методы молекулярно-абсорбционного фотометрического анализа

В анализе древесины и технических целлюлоз для количественного определения компонентов или примесей, особенно малых количеств веществ, а также качественной характеристики и структурных исследований широко используют различные методы молекулярно-абсорбционного фотометрического анализа. Эти методы основаны на избирательном поглощении электромагнитного излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях молекулами определяемого компонента или его соединения с соответствующим реагентом. Вещества, поглощающие видимый свет, окрашены. Наблюдаемый цвет раствора окрашенного вещества является дополнительным к поглощенному. Бесцветные или слабоокрашенные вещества часто можно определить, добавив реагент, который образует с ними'интенсивно окрашенное соединение или соединение, поглощающее ультрафиолетовое излучение. Обычно используют реакции синтеза окрашенных соединений, а иногда реакции окисления-восстановления.

Молекулярно-абсорбционный фотометрический анализ включает спектрофотометрию, фотоколориметрию и визуальную фотометрию. В отличие от последней фотоколориметрия и спектрофотометрия являются инструментальными методами, в которых поглощение света измеряют с помощью приборов, снабженных фотоэлементами. Из этих методов рассматриваются фотоколориметрия и спектрофотометрия, применяемые для определения окрашенных веществ и веществ, поглощающих излучение в ультрафиолетовой области. В фотоколориметрических и спектрофотометрических методах измеряют поглощение излучения при определенной длине волны как функцию концентрации анализируемого вещества в растворе с последующим расчетом массовой доли компонента древесины, остаточного компонента в технической целлюлозе и др.

При использовании монохроматического излучения в случае разбавленных растворов оптическая плотность подчиняется основному закону светопоглощения – объединенному закону Бугера–Ламберта–Бера

где–оптическая плотность раствора; е – молярный коэффициент поглощения вещества, дм; с – концентрация поглощающего вещества, моль/дм 1 ; / – толщина поглощающего слоя, см.

Молярный коэффициент поглощения является характеристикой определяемого вещества, тогда как оптическая плотность – характеристикой отдельной пробы раствора.

В случаях, когда концентрацию поглощающего вещества в растворе невозможно выразить в моль/дм 3 , вместо молярного коэффициента поглощения используют так называемый удельный коэффициент и видоизмененную форму закона Бугера–Ламберта–Бера

где k – удельный коэффициент поглощения вещества, дм г -1 -см -1 .

Закон Бугера–Ламберта – Бера лежит в основе расчетов в фотометрических анализах. При / = const оптическая плотность раствора данного вещества прямо пропорциональна его концентрации. Это позволяет определять концентрацию растворов по градуировочным графикам, которые строят по значениям оптической плотности серии эталонных растворов различной концентрации. Также можно рассчитывать искомую концентрацию по молярным или удельным коэффициентам поглощения, установленным с помощью градуировочных графиков. В последнем случае оптическая плотность должна строго подчиняться закону Бугера–Ламберта–Бера. В первом случае допустимо отклонение градуировочного графика от линейной формы. Измерения оптической плотности можно производить при длинах волн, как соответствующих, так и не соответствующих максимумам спектров поглощения.

Спектрофотометрический метод применяют и для определения в растворах концентраций нескольких веществ при совместном присутствии. Оптическая плотность является аддитивным свойством и поэтому для смеси не взаимодействующих между собой компонентов она равна сумме оптических плотностей этих компонентов при одной и той же длине волны

Для раствора, содержащего з окрашенных или поглощающих УФ-излучение веществ, проводят з независимых измерений оптической плотности при з различных длинах волн л. Получают систему линейных уравнений, решая которую, находят концентрации содержащихся веществ.

В частном случае двухкомпонентных систем обычно замеряют оптические плотности при двух длинах волн, соответствующих максимумам спектров поглощения каждого из двух компонентов. Тогда получают систему двух уравнений

На принципе аддитивности оптической плотности основано введение поправок на растворитель и контрольное определение, когда при измерении оптической плотности раствора определяемого вещества вычитается оптическая плотность раствора сравнения.

Для измерения оптической плотности растворов в видимой области используют фотоэлектроколориметры, а для УФ и видимой области – спектрофотометры.

При работе с фотоэлектроколориметрами и спектрофотометрами, как и с любым другим физико-химическим прибором, сначала необходимо ознакомиться с прилагаемой к нему инструкцией и строго соблюдать ее во время работы.

В качестве растворителей следует использовать только такие, которые не поглощают света в данной области. Концентрацию рабочих растворов подбирают таким образом, чтобы измеряемое значение оптической плотности находилось в пределах 0,2…0,8. При высоких концентрациях интенсивность прошедшего излучения становится слишком малой и на измеряемую оптическую плотность оказывает влияние рассеянное излучение, что приводит к отклонениям от закона Бугера–Ламберта–Бера. Для получения растворов требуемых малых концентраций используют метод последовательных разведений, причем взвешивание растворов и растворителей дает меньшую ошибку, чем разведение по объему.

При очень низких концентрациях ошибка в показаниях прибора становится слишком большой по сравнению с определяемой величиной.

2. Построение градуировочных графиков

Градуировочные графики строят, пользуясь эталонными растворами чистых веществ. Для построения графика необходимо приготовить 5… 10 растворов с различной концентрацией эталонного вещества с таким расчетом, чтобы это число растворов охватило весь интервал, в пределах которого может изменяться концентрация определяемого вещества.

В мерные колбы вместимостью 25 см с притертыми пробками наливают с помощью пипеток различные объемы эталонного раствора определяемого вещества и соответствующие реагенты согласно методике анализа, затем разбавляют до метки водой, буферным раствором или другим соответствующим растворителем и хорошо перемешивают.

При построении градуировочных графиков необходимо подбирать концентрацию раствора и толщину кюветы таким образом, чтобы крайние значения оптической плотности составляли от 0,05 до 1,5. Измерение оптической плотности ниже 0,05 и выше 1,5 приводит к значительному увеличению ошибки измерения.

Значения оптической плотности полученных разбавленных эталонных растворов измеряют в порядке увеличения их концентрации в фотоэлектроколориметре с соответствующим светофильтром или в спектрофотометре при соответствующей длине волны. В качестве раствора сравнения используют раствор, составляемый в соответствии с методикой анализа, но без определяемого вещества. Реагенты, не поглощающие излучения в данной области спектра, в раствор сравнения можно не добавлять. Измеряют оптические плотности трех параллельных проб всех приготовленных разбавленных эталонных растворов с различной концентрацией определяемого вещества. По полученным данным на миллиметровой бумаге строят график. Для, получения наиболее точного графика следует пользоваться методом наименьших квадратов. По оси абсцисс откладывают концентрацию вещества в растворе в граммах, милли- или микрограммах в 1 дм' или 1 см' раствора, а по оси ординат – значения оптической плотности.

Градуировочный график также можно построить, пользуясь эталонными растворами, приготовленными из различных навесок чистого вещества в определенном объеме растворителя. При разбавлении эталонного раствора его определенные порции можно не отмерять пипетками, а отвешивать на аналитических весах.

Градуировочные графики необходимо периодически проверять – при смене реагентов и для нового прибора.

3. Хромофоры органических соединений и применение методов фотоколориметрии и спектрофотометрии в анализах древесины и целлюлозы

Поглощение видимого и УФ-излучения органическими соединениями обусловлено переходами электронов в молекулах, переводящими их в возбужденное состояние. Практическое значение имеют переходы электронов р -связей р* и п- электронов неподеленных пар гетероатомов п->-лЛ так как им соответствуют длины волн, попадающие в рабочий интервал приборов. Полностью насыщенные соединения не проявляют избирательного поглощения ни в видимой, ни в доступной для измерений части УФ-области. Соединения, содержащие одну двойную связь, поглощают свет в дальней УФ-области при длинах волн менее 200 нм. Сопряженные двойные связи вызывают поглощение при больших длинах волн, причем чем длиннее цепь сопряжения, тем при большей длине волны наблюдается поглощение. При достаточно большой длине цепи сопряжения поглощение переходит в видимую область. 'Смещению максимума поглощения в сторону более длинных волн способствуют ароматические и гетероциклические фрагменты, а также электронодонорные группы, содержащие у гетероатома неподеленные пары электронов.

Вся сопряженная система в органическом соединении называется хромофором. От строения хромофора зависит длина волны, соответствующая максимуму поглощения в спектре. Введение заместителей вызывает смещение полосы поглощения и изменение его интенсивности. В зависимости от непосредственного окружения хромофора максимум его поглощения может сдвигаться либо в сторону более длинных волн, либо в сторону менее длинных волн .·

Основными типами хромофоров в органических соединениях служат: диеновые и полиеновые системы; карбонильные группы, сопряженные с двойными связями; бензольные кольца, особенно сопряженные с другими хромофорами; хиноны; ароматические гетероциклические системы, в том числе фуран и его производные. Следует заметить, что у бензольных колец, сопряженных с дополнительными хромофорами, положение максимумов поглощения и их интенсивность колеблются в широких пределах. Вещества, не способные к поглощению, можно определить спектрофотометрически или фотоколориметрически, добавив реагент, образующий с определяемым соединением поглощающий комплекс или хромофорную систему.

Макромолекулы целлюлозы и других полисахаридов не содержат хромофоров и поэтому не поглощают свет ни в видимой, ни в УФ-области. То же самое относится к продуктам их гидролиза, моносахаридам. Однако моносахариды дают многочисленные цветные реакции с различными реагентами с образованием окрашенных продуктов, пригодных для фотоколориметрического или спектрофотометрического определения. Обычно цветная реакция обусловливается образованием из моносахарида фуранового цикла, который и дает окрашивание.

В противоположность углеводам лигнин, имеющий ароматическое строение, поглощает УФ-излучение. В спектре лигнина имеются интенсивный максимум поглощения в области длин волн 203…208 нм, четко выраженное плечо около 230 нм и характерный, но менее интенсивный по сравнению с первым максимум в области 280 нм у лигнинов хвойных древесных пород и при 275…278 нм – у лигнинов лиственных древесных пород. Интенсивность поглощения у лиственных лигнинов ниже, чем у хвойных. Спектр лигнина представляет собой сумму накладывающихся друг на друга полос поглощения различных хромофоров, входящих в макромолекулы лигнина: бензольных колец, содержащих фенольные гидроксильные группы; сопряженных с бензольным кольцом карбонильных групп и двойных связей; дифенмльных структур; группировок хинонов и метиленхинонов и др.

Различные химические обработки лигнина, в том числе варочными агентами в процессах получения из древесины техническнх целлюлоз и других волокнистых полуфабрикатов, за исключением действия окислителей и щелочей в жестких условиях, не затрагивают основных хромофорных группировок. Это позволяет использовать УФ-поглощение лигнина для его количественного определения в технических целлюлозах, в сульфитных и сульфатных варочных растворах в ходе делигнификации, в отработанных щелоках, а также в кислых фильтратах при определении лигнина Класона.

Применяемые в анализе древесины и технических целлюлоз и включенные в данное учебное пособие методы фотометрического анализа условно можно подразделить на следующие группы.

1. Прямой анализ методом поглощения в УФ-области. К этой группе относятся: методы спектрофотометрического определения кислоторастворимого лигнина в фильтратах, получаемых при определении лигнина в древесине и остаточного лигнина в технических целлюлозах гидролизом с концентрированной серной кислотой; определение остаточного лигнина в технических целлюлозах спектрофотометрическим методом в кадоксене; определение фурфурола спектрофотометрическим методом при анализе технических целлюлоз на остаточные пентозаны. Спектрофотометрию в УФ-области можно также использовать для количественного определения лигнина, содержащегося в древесине, растворением ее в ацетилбромиде.

2. Прямой анализ методом све ф о р оглощеиия в видимой области. Этот метод в химии древесины и целлюлозы применяется сравнительно редко. К этой группе относится фотометрическое определение таннинов в водных экстрактах, извлеченных из древесины или коры.

3. Измерение поглощения в видимой области продуктами реакций с определяемым веществом. Эта группа, методов включает: фотоколориметрическое определение фурфурола с орсином при определении пентозанов в древесине и остаточных пентозанов в технических целлюлозах; фотоколориметрическое определение моносахаридов при анализе гидролизатов легко- и трудногидролизуемых полисахаридов древесины методом хроматографии на бумаге.

4. Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем – определение с отолуидиновым реагентом галактуронана, пентозанов и гекспзанов в пектиновых веществах, извлеченных из древесины. Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем можно также использовать для определения лигнина в растворах в присутствии углеводов, измеряя поглощение при двух длинах волн р для определения остаточных пентозанов в технических целлюлозах но фурфуролу с поправкой на гидро-ксиметплфурфурол.

5. Определение ц у нкиионал ь ных групп в технических и окисленных целлюлозах с применением или получением в ходе анализа органических красителей. К этой группе методов относятся определение восстанавливающих карбонильных групп по реакции их с хлоридом 2. 3,5 – трифенил-тетразолпя с фотоколорнметрическнм определением образующегося красителя – формазана и определение карбоксильных групп фотоколориметрическим измерением связанного основного красителя – метилепового голубого.

Читайте также: