Оптические методы анализа
Суть метода основывается на взаимодействии вещества со средой, а в качестве среды имеют электромагнитные волны оптического диапазона. В результате взаимодействия происходит изменение свойств веществ, вступивших в реакцию.
Применяется два общих способа измерения:
1) На глаз
2) Инструментальный метод
При взаимодействии вещества с электромагнитными волнами можно зафиксировать следующие изменения:
- угол преломления, который обусловлен поляризацией молекул вещества
- поглощение света веществом
- электрическая проводимость, которая может меняться и т. д.
Диапазон э\м волн l=100 – 100`000 м
J = с / l [Гц] V = 1/ l [см -1]
Для оптических методов анализа присущи такие характеристики, как коэффициент преломления, оптическая плотность и т.д.
L = kּc
Электромагнитное излучение | Ультрофиолетовый | Визуальный (видимый) | Инфракрасный |
λ=100 - 100000нм | 100 - 360 | 380 - 760 | 760 - 100000 |
Весь спектр обладает различными свойствами.
Есть методы, основывающиеся на поглощении света веществом. Поглощать свет могут молекулы и ионы.
1) колориметрия
2) фотоколориметрия
3) спектрофотометрия (использует весь диапазон) получают спектр вещества
Также может поглощаться атомами вещества – атомноабсоркционный метод.
Вещества, находящиеся в состоянии плазмы (высокая t), могут сами излучать свет.
Эмиссионный метод
- флюорометрия;
- люминесцентный метод;
- эмиссионный спектральный анализ;
- пламенная фотометрия.
Методы, основанные на интенсивности проницаемости света
- эмульсия – два несовместимых по фазе вещества (пример: ода и жир)
- нефелометрия («мутнометрия») – оценивается степень мутности;
- турбодиметрия.
Все оптические методы используют специальные приборы
1) источник излучения;
2) фокусирующее устройство;
3) селектор (преобразователь)
4) кювета с изучаемым веществом;
5) детектор излучения (глаз, фотоэлемент, фотоэлектронный умножитель);
6) блок усиления сигнала;
7) регистрирующий или показывающий прибор (самописец).
Источники излучения:
пламя горелки;
вольтова дуга;
лампа накаливания(320-10000);
натриевые лампы (λ=585 нм);
водородные и дейтеривые лампы (180-320);
для тепловых волн используются глобары – спрессованный карбид кремния SiС (от 1 мкм и выше);
для диапазона ультрафиолетового используются ртутно-кварцевые лампы (200-500 нм).
Фокусирующее устройство
Селекторы (преобразователь света)
преломляющая призма
обычные светофильтры
призмодифракционные решетки
Кюветы (например, держатели для вещества)
Детекторы излучения
глаз
фотоколориметр
болометры
фотоэлементы
фотоэлектронные умножители
термоэлементы
Усилитель сигнала