Презентація на тему:
Різновиди спектрофотометрії

Різновиди спектрофотометрії Лекція 14 доц. Л.В. Вронська

ПЛАН Багатохвильова спектрофотометрія Диференціальна спектрофотометрія Екстракційно-фотометричний метод аналізу Фотометричне титрування

1. Багатохвильова спектрофотометрія Оптична густина будь-якої суміші, яка містить обмежене число забарвлених (чи безбарвних, але оптично активних) компонентів, які хімічно не взаємодіють один з одним, рівна сумі оптичних густин компонентів суміші при цій же довжині хвилі:

Кожна з “парціальних” оптичних густин рівна

1. Аналіз двокомпонентної суміші, коли криві світлопоглинання обох речовин перекриваються по всьому спектру, але є розділені максимуми поглинання

З врахуванням основного закону світлопоглинання

Для першого компоненту молярні показники , ; , ; , ; , .

Для другого компоненту молярні показники

Отримані значення підставляють в систему рівнянь і розв’язують її. Рішення її може бути представлене формулами:

Умова оптимальних умов двохвильової спектрофотометрії Щоб відносна похибка С/С була найменша, значення оптичних густин повинні лежати в інтервалі 0,3-1, а відношення повинні бути максимальними

Сучасний спектрофотометр для УФ та видимої ділянок спектру

2. Аналіз двокомпонентної суміші, коли криві світлопоглинання обох речовин перекриваються, але є ділянка спектру, де світлопоглинанням одної з речовин можна знехтувати В даному випадку при довжині хвилі 1 за виміряною оптичною густиною А звичайним способом розраховують концентрацію першої речовини:

Концентрацію другої речовини знаходять, знаючи концентрацію С1

Аналіз двокомпонентної суміші, в спектрі поглинання розчину якої є ділянки спектру, де в одній поглинає тільки одна речовина, а в другій – тільки друга (при довжині хвилі 1); при довжині хвилі 2

2. Диференціальна спектрофотометрія Диференціальну спектрофотометрію застосовують для: підвищення відтворюваності результатів аналізу при визначенні великих кількостей речовин; для усунення стороннього впливу інших компонентів і виключення поглинання реактивів.

Звичайна і диференціальна спектрофотометрія

Суть методу диференціальної спектрофотометрії: оптичні густини досліджуваного і стандартного розчинів вимірюють не по відношенню до чистого розчинника з практично нульовою оптичною густиною, а по відношенню до розчину визначуваного компонента з концентрацією С0, близькою до концентрації досліджуваного розчину

Основні характеристики поглинання в диференціальній характеристики Відношення інтенсивностей називається умовним коефіцієнтом пропускання

Відносний (умовний) коефіцієнт пропускання

Виміряна експериментально оптична густина представляє собою різницю оптичних густин досліджуваного розчину і розчину порівняння.

Кількісний аналіз: метод градуювального графіка розрахунковий метод (модифікований метод порівняння)

Переваги диференціальної спектрофотометрії Значне розширення межі (границі) визначуваних вмістів в область високих концентрацій Відносна похибка методу складає 0,05-0,2 %, що є значно нижче ніж в звичайній спектрофотометрії

3. Екстракційно-фотометричний метод аналізу це гібридний метод аналізу, який полягає в поєднанні екстракції (як методу виділення, розділення і концентрування) та спектрофотометрії

ЕФМА застосовують, коли: аналізують складну суміш визначають речовину, що мало розчиняється у воді, але добре розчиняється у вибраному органічному розчиннику визначають речовину, що знаходиться у досліджуваному об’єкті в малій кількості визначають домішки в присутності основних компонентів безпосереднє визначення досліджуваного компонента є неможливим (повне перекривання кривих світло-поглинання) визначають безколірні речовини (застосовують забарвлений екстракційний реагент)

Вибір фотометричної реакції в ЕФМА: Фотометричні реакції утворення забарвлених комплексних сполук металів: Pb2+ + 2H2Dz = Pb(HDz)2 + 2H+ ext. в CHCl3 або CCl4 max= 520 нм (= 7 104)

Фотометричні реакції утворення іонних асоціатів [SbCl6]- + R+ = R+[SbCl6]- ext. в толуол чи бензол R – кислотний або основний барвник max= 660 нм (= 5 104)

При використанні екстракційно-фотометричного методу аналізу необхідно, щоб екстракція відбувалась із ступенем вилучення R=99,9%. Це досягається вибором: розчинника-екстрагента екстракційного реагента фотометричної реакції хімічних факторів екстракції (рН, іонна сила, склад розчину)

Переваги ЕФМА: Висока чутливість, завдяки: - високим молярним коефіцієнтам поглинання екстрагованих комплексів - концентруванню розчину через екстракцію Висока селективність, завдяки попередньому розділенню, виділенню визначуваного компонента із суміші Експресність, порівняно з класичними методами осадження Відносна простота апаратурного оформлення (ділильна лійка, спектрофотометр)

Застосування ЕФМА в аналізі фармацевтичних препаратів: визначення багатьох іонів металів (комплексоутворювачів) визначення багатьох речовин, нерозчинних у воді (триметопрім в складі Бісептолу) визначення домішок в субстанціях та лікарських засобах (саліцилова кислота в ацетилсаліциловій) визначення біологічно-активних речовин в препаратах рослинного походження (серцеві глікозиди, алкалоїди, флавоноїди, компоненти ефірних олій)

4. Фотометричне титрування метод титриметричного аналізу, який полягає в застосуванні фотометрії або спектрофотометрії для встановлення к.т.т. Метод базується на встановленні к.т.т за різкою зміною оптичної густини розчину в т.е.

Умовою застосування титриметричної реакції в спектрофотометрії є лінійність залежності оптична густина - концентрація А = l C

Для спектрофотометричного титрування застосовують реакції: Кислотно-основні Комплексоутворення Окиснювально-відновні

Об’єм титранту, що пішов на титрування, розраховують: за кривою титрування розв'язанням системи рівнянь:

Криві спектрофотометричного титрування можуть мати різну форму в залежності від того, який із компонентів реакції поглинає при вибраній довжині хвилі: А + В АВ Зміна оптичної густини розчину визначається значеннями молярних коефіцієнтів поглинання

Крива фотометричного титрування розчину Fe2+ стандартним розчином K2Cr2O7

Крива фотометричного титрування розчину KMnO4 стандартним розчином Fe2+

Спектрофотометричне титрування може застосовуватись, коли: або титрант, або визначувана речовина або продукт реакції поглинають; титрант, визначувана речовина і продукт реакції не поглинають тоді необхідні індикатори (речовини, які самі не поглинають, але утворюють забарвлені сполуки з титрантом, визначуваною речовиною чи продуктом реакції)

Оскільки в процесі титрування відбувається розбавлення розчину в кюветі, то для врахування збільшення об'єму розчину необхідно будувати криві фотометричного титрування у координатах Авипр. – С

Переваги спектрофотометричного титрування: Вища селективність і можливе визначення декількох компонентів проби Можливе титрування забарвлених розчинів Вища чутливість у порівнянні з класичними титриметричними методами Можливе застосування реакцій, які не закінчуються в т.е. або які мають невисокі константи рівноваги Більш висока точність, ніж в класичній спектрофотометрії

Дякую за увагу!