Dalam artikel ini kita akan membahas secara rinci metode analisis yang didasarkan pada perubahan keadaan energi atom individu. Ini adalah metode analisis optik. Mari kita beri deskripsi masing-masing, sorot ciri khasnya.
Definisi
Metode analisis optik - seperangkat metode berdasarkan perubahan status energi atom individu. Nama kedua mereka adalah spektroskopi atom.
Metode analisis optik akan berbeda dalam metode memperoleh dan merekam sinyal lebih lanjut (diperlukan untuk analisis). Singkatan OMA juga digunakan untuk menunjuk mereka. Metode analisis optik digunakan untuk mempelajari aliran energi valensi, elektron eksternal. Umum untuk semua keanekaragamannya adalah kebutuhan untuk dekomposisi awal menjadi atom (atomisasi) dari zat yang dianalisis.
Jenis metode
Kita sudah mengetahui apa sebenarnya metode analisis optik. Pertimbangkan sekarang berbagai metode ini:
- Refraktometrianalisis.
- Analisis Polarimetri.
- Satu set metode penyerapan optik.
Kami akan menganalisis masing-masing posisi klasifikasi metode analisis optik ini lebih lanjut secara terpisah.
Variasi refraktometri
Di mana indeks bias berlaku? Jenis metode analisis spektral optik ini banyak digunakan dalam studi produk makanan - lemak, tomat, berbagai jus, selai, selai.
Analisis bias didasarkan pada pengukuran indeks bias (nama lain adalah pembiasan), yang dapat digunakan untuk menilai secara andal sifat zat tertentu, kemurnian dan persentasenya dalam larutan massa.
Pembiasan berkas cahaya akan selalu terjadi pada batas dua media yang berbeda, asalkan memiliki kerapatan yang berbeda. Rasio sinus sudut datang ke sinus sudut bias akan menjadi indeks bias relatif dari zat kedua ke yang pertama. Nilai ini dianggap konstan.
Indeks bias bergantung pada apa? Pertama-tama, dari sifat materi. Panjang gelombang cahaya dan suhu juga penting di sini.
Jika sudut cahaya jatuh pada 90 derajat, posisi ini akan dianggap sebagai sudut pembiasan pembatas. Nilainya hanya akan bergantung pada indikator media yang dilalui cahaya. Apa yang diberikannya? Jika indeks bias medium pertama terbuka untuk peneliti, maka setelah mengukur sudut bias pembatas kedua, ia dapat menentukan indeks bias medium yang sudah menarik baginya.
Variasi Polarimetri
Kami terus menganalisis dasar-dasar metode analisis optik. Polarimetri didasarkan pada sifat jenis zat tertentu untuk mengubah vektor osilasi cahaya.
Zat yang memiliki sifat luar biasa ini, ketika sinar terpolarisasi melewatinya, disebut aktif secara optik. Misalnya, fitur struktural molekul dari seluruh massa gula menentukan manifestasi aktivitas optik dalam berbagai larutan.
Sinar terpolarisasi dilewatkan melalui lapisan larutan zat aktif optik tersebut. Arah osilasi akan diubah - bidang polarisasi sebagai akibatnya akan diputar dengan sudut tertentu. Ini akan disebut sudut rotasi bidang polarisasi. Posisi ini tergantung pada sejumlah faktor berikut:
- Rotasi bidang polarisasi.
- Ketebalan dan konsentrasi lapisan uji larutan.
- Panjang gelombang sinar yang paling terpolarisasi.
- Suhu.
Densitas optik suatu zat dalam hal ini akan dicirikan oleh rotasi spesifik. Apa nilai ini? Ini dipahami sebagai sudut di mana bidang polarisasi berputar ketika sinar terpolarisasi melewati larutan. Nilai bersyarat berikut diterima:
- 1 ml larutan.
- 1 g zat terlarut dalam volume larutan ini.
- Tebal lapisan larutan (atau panjang tabung polarisasi) adalah 1 dm.
Penyerapan optikvariasi
Kami terus berkenalan dengan metode analisis optik dalam kimia analitik. Kategori berikutnya dalam klasifikasi adalah penyerapan optik.
Ini termasuk metode analisis yang didasarkan pada penyerapan radiasi elektromagnetik oleh zat yang dianalisis. Mereka saat ini dianggap sebagai yang paling umum dalam penelitian, ilmiah, laboratorium sertifikasi.
Saat cahaya diserap, molekul dan atom zat penyerap akan berpindah ke keadaan baru yang tereksitasi. Sudah, tergantung pada variasi zat tersebut, serta kemampuan untuk mengubah energi yang diserap olehnya, seluruh rangkaian metode optik penyerapan dibedakan. Kami akan menyajikannya secara lebih rinci di subjudul berikutnya.
Klasifikasi metode penyerapan optik
Kami memberi perhatian Anda klasifikasi metode analisis optik ini dalam kimia. Ini diwakili oleh empat posisi:
- penyerapan atom. Apa yang termasuk di sini? Ini adalah analisis berdasarkan penyerapan energi cahaya oleh atom-atom zat yang diteliti.
- Molekul serap. Metode ini didasarkan pada penyerapan cahaya oleh ion kompleks dan molekul zat yang dipelajari dan dianalisis. Banyak perhatian diberikan di sini pada zona spektrum inframerah, tampak dan ultraviolet. Dengan demikian, ini adalah fotokolorimetri, spektrofotometri, spektroskopi IR. Apa yang penting untuk disorot di sini? Spektrofotometri dan fotokolorimetri didasarkan pada interaksi radiasi dengan sejumlah sistem yang homogen. Oleh karena itu, dalamDalam kimia analitik, mereka sering digabungkan menjadi satu kelompok - metode fotometrik.
- Nefelometri. Jenis analisis ini didasarkan pada penyerapan dan hamburan lebih lanjut energi cahaya oleh partikel tersuspensi dari zat yang diteliti.
- Fluorometrik (atau luminescent) analisis. Metode ini didasarkan pada pengukuran radiasi yang muncul ketika energi dilepaskan oleh molekul tereksitasi dari zat yang dipelajari oleh peneliti. Diwakili oleh fluoresensi dan fosforesensi. Kami akan menganalisisnya secara terpisah.
Pencahayaan
Pendaran secara umum dalam dunia ilmiah disebut pancaran atom, molekul, ion, dan partikel serta senyawa materi lain yang lebih kompleks. Ini muncul sebagai akibat dari transisi elektron ke keadaan normal dari keadaan tereksitasi.
Jadi, agar suatu zat mulai berpendar, sejumlah energi tertentu harus disuplai dari luar. Partikel zat yang dipelajari akan menyerap energi, melewati keadaan tereksitasi, di mana mereka akan tetap selama periode waktu tertentu. Kemudian kembali ke keadaan istirahat sebelumnya, sambil memberikan bagian energinya sendiri dalam bentuk kuanta pendaran.
Fosforesensi dan fluoresensi
Tergantung pada jenis keadaan tereksitasi, serta waktu tinggal zat di dalamnya, ada dua jenis pendaran - pendar dan pendar. Masing-masing menonjol karena karakteristiknya yang khas:
- Fluoresensi. Semacam pendaran diri dari zat tertentu, yangakan berlanjut hanya ketika disinari. Ketika peneliti menghilangkan sumber eksitasi, cahaya akan berhenti baik seketika atau setelah 0,001 detik.
- Fosforesensi. Semacam self-luminescence dari zat tertentu yang akan terus berlanjut bahkan ketika cahaya yang menggairahkannya dimatikan.
Ini adalah pendar yang digunakan untuk mempelajari produk makanan. Metode penelitian luminescent membantu mendeteksi zat dalam sampel yang dipelajari pada konsentrasi 10-11g/g. Metode ini akan baik untuk menentukan jenis vitamin tertentu, keberadaan protein dan lemak dalam produk susu, mempelajari kesegaran daging dan produk ikan, mendiagnosis kerusakan pada buah-buahan, sayuran, dan beri. Selain itu, penelitian luminescent digunakan untuk mendeteksi kandungan obat, pengawet, pestisida, dan berbagai zat karsinogenik dalam produk.
Seluruh gugus absorpsi sering digabungkan ke dalam kategori spektrokimia (atau spektroskopi) dalam klasifikasi metode analisis optik dalam kimia analitik. Terlepas dari kenyataan bahwa metodenya secara inheren berbeda, mereka semua memiliki satu kesamaan: mereka didasarkan pada hukum penyerapan cahaya yang sama. Tetapi pada saat yang sama, ada perbedaan yang signifikan dalam jenis partikel penyerap, desain perangkat keras penelitian, dan sebagainya.
Variasi fotometrik
Nama himpunan metode analisis serapan molekul spektral. Mereka didasarkan pada penyerapan selektifradiasi elektromagnetik di daerah tampak, ultraviolet, inframerah oleh molekul komponen yang diteliti. Konsentrasinya ditentukan oleh seorang spesialis menurut hukum Bouguer-Lambert-Beer.
Analisis fotometri meliputi fotometri, spektrofotometri, dan fotokolorimetri.
Variasi fotoelektrokolorimetri
Metode fotoelektrokolorimetri lebih objektif jika dibandingkan dengan kolorimetri visual. Sehingga memberikan hasil penelitian yang lebih akurat. Berbagai FEC digunakan di sini - kolorimeter fotolistrik.
Fluks cahaya saat melewati cairan berwarna sebagian diserap. Sisanya jatuh pada fotosel, di mana arus listrik muncul, yang mencatat ammeter. Semakin intens konsentrasi larutan, semakin besar kerapatan optiknya. Semakin besar derajat penyerapan cahaya dan semakin kecil kekuatan photocurrent yang dihasilkan.
Kami memeriksa seluruh klasifikasi metode analisis optik yang digunakan saat ini dalam kimia analitik: refraktometri, polarimetri, penyerapan optik. Mereka disatukan oleh kebutuhan untuk atomisasi awal zat. Tetapi pada saat yang sama, masing-masing metode dibedakan oleh karakteristiknya yang khas - jenis penerimaan dan pencatatan sinyal untuk analisis.
