WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«Илларионова Е.А., Сыроватский И.П. Фотометрия. Теоретические основы метода. Практическое применение метода. Учебное пособие Иркутск – 2011 УДК 616-073.524(075.8) ББК 53.64.1я73 И 44 Учебное ...»

-- [ Страница 1 ] --

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Иркутский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра фармацевтической и токсикологической химии

Илларионова Е.А., Сыроватский И.П.

Фотометрия. Теоретические основы метода.

Практическое применение метода.

Учебное пособие Иркутск – 2011 УДК 616-073.524(075.8) ББК 53.64.1я73 И 44 Учебное пособие обсуждено на методическом совете фармацевтического факультета ИГМУ, рекомендовано к печати и использованию в учебном процессе на кафедре фармацевтической и токсикологической химии Центральным Координационным методическим советом Иркутского государственного медицинского университета, протокол № 7 от 26.05. 2011 г.

Авторы: Е. А. Илларионова, доктор химических наук, профессор, заведующая кафедрой фармацевтической и токсикологической химии Иркутского государственного медицинского университета; И. П. Сыроватский, кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармацевтической и токсикологической химии Иркутского государственного медицинского университета.

Рецензенты:

Кандидат биологических наук, доцент кафедры общей химии ГБОУ ВПО Иркутского государственного медицинского университета Демченко Александр Иванович.

Кандидат химических наук, доцент кафедры химии ГБОУ ВПО Иркутского государственного медицинского университета Станевич Любовь Михайловна.

Илларионова Е.А., Сыроватский И.П.

И 44 Фотометрия. Теоретические основы метода. Практическое применение метода: учебное пособие. – Иркутск, 2011. – 84с.

Учебное пособие охватывает раздел химии, касающийся фотометрических методов анализа и их использования в фармацевтическом анализе лекарственных средств, токсико-химическом анализе и экологических исследованиях.

Учебное пособие предназначено для студентов фармацевтического факультета.

ББК 53.64.1я © Илларионова Е.А., Сыроватский И.П., © Иркутский государственный медицинский университет

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ. Введение. Основные термины и понятия. Оптическая спектроскопия. Общие положения оптической спек- троскопии. Излучение и вещество.

Аппаратура. Основной закон светопоглощения. Отклонения от основного закона светопоглощения. Инфракрасная спектроскопия. Характеристические частоты. УФ – спектроскопия. Качественное определение вещества мето- дом УФ – спектроскопии.

Количественный анализ вещества методом УФ-спектроскопии. Основные приемы фотометрических измерений. Метрологические вопросы спектрофотометрического анализа.

Правильность спектрофотометрических данных. Сходимость спектрофотометрических данных. Воспроизводимость спектрофотометрических данных. Фотоэлектроколориметрия. ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ: «ФОТОМЕТРИЯ»

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО ФОТОМЕТРИИ.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ

Эталоны ответов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие охватывает раздел химии, касающийся фотометрии и ее использования в фармацевтическом анализе, токсикохимическом анализе и экологических исследованиях.

В теоретическом разделе методического пособия изложены теоретические основы фотометрии: закон светопоглощения, основные фотометрические величины, причины отклонения от основного закона светопоглощения, метрологические вопросы фотометрического анализа. Представлен материал по использованию ИК- и УФ-спектрофотометрии в качественном анализе и спектрофотометрия в УФ- и видимой областях спектра и фотоэлектрофотометрия в количественном анализе. Теоретический раздел заканчивается вопросами для самоконтроля знаний студентов, полученных при изучении материала.

В пособии приведены ситуационные задачи по анализу лекарственных форм заводского и аптечного изготовления, имеются тестовые задания для рубежного контроля знаний студентов после изучения данного раздела.

Пособие составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 060301 Фармация.

Фотометрия – оптический метод анализа, основанный на поглощении электромагнитного излучения анализируемым веществом. Наиболее часто в аналитической практике используется ультрафиолетовая (УФ) с интервалом длин волн от 200 до 380 нм, видимая - от 380 до 760 нм и инфракрасная (ИК) с интервалом длин волн 2,5-15 мкм области спектра. Исходя из этого различают фотометрию в УФ-, видимой и ИК-областях.

Фотометрия наиболее широко применяется для определения подлинности, доброкачественности и количественной оценки лекарственных веществ в индивидуальных препаратах и смесях.

Исследуемый образец может облучаться светом строго определенной длины волны, либо световым потоком определенного интервала длин волн. В первом случае электромагнитное излучение называется монохроматическим, а измерения с его использованием называются спектрофотометрическими. Спектрофотометрия возможна в УФ-, видимой и ИК – областях с помощью приборов спектрофотометров.

Электромагнитные излучения, представляющее собой световой поток определенного интервала длин волн, называется немонохроматическим (полихроматическим). В этом случае метод носит название фотоколориметрия (или фотоэлекроколоримерия). Определения осуществляются на фотоколориметрах различных типов, для выделения лучей с определенным интервалом длин волн в которых имеются светофильтры.

В настоящем пособии представлены фотометрия в ИК-, УФ- и видимой областях спектра.

К спектроскопическим методам анализа относят физические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Это взаимодействие приводит к различным энергетическим переходам в веществе, которые регистрируются экспериментально в виде поглощения излучения, отражения и рассеяния электромагнитного излучения (рис.1.).

Рис. 1. Общая картина взаимодействия электромагнитного излучения с веществом Электромагнитное излучение, или свет, могут быть описаны двумя способами. Первый исходит из волновой природы света и необходим для объяснения таких оптических явлений, как отражение и рассеяние электромагнитного излучения, этот способ применяют также для объяснения процессов интерференции, дифракции и преломления света. Второй способ исходит из корпускулярной природы света и объясняет процессы поглощения и испускания электромагнитного излучения атомами и молекулами.

По Максвеллу, электромагнитная волна может быть представлена как переменное электрическое поле, связанное с магнитным полем (рис. 2.). Взаимодействие волны с окружающей средой можно рассматривать, используя как электрический, так и магнитный векторы. Ниже перечислены некоторые характеристики, вытекающие из волновой природы света.

Рис. 2. Схематическое изображение электромагнитной войны: А - амплитуда, Е - вектор электрического поля, Н - вектор магнитного поля, Длина волны – расстояние, проходимое волной за время одного полного колебания. Для измерения длины волны используют единицу системы СИ – метр (м) или подходящие для данного диапазона кратные единицы: нанометр ( нм = 10-9 м), микрометр (1мкм = 10-6 м).

Частота – число раз в секунду, когда электрическое (или магнитное) поле достигает своего максимального положительного значения. Для измерения частоты используют единицу системы СИ – герц (1 Гц = 1 с-1) или кратные ей: мегагерц (1 МГц = 106 Гц), гигагерц (1 ГГц = 109 Гц). Длина волны электромагнитного излучения связана с его частотой соотношением:

где с – скорость света в данной среде.

Волновое число – число длин волн, укладывающихся в единицу длины Измеряют волновое число чаще всего в обратных сантиметрах см-1.

Связь между волновой и корпускулярной природой света описывается уравнением Планка:

где Е – изменение энергии элементарной системы в результате поглощения или испускания фотона с энергией h (h – постоянная Планка).

В системе СИ энергию измеряют в джоулях (1 Дж = 1 кг·м2 /с2).

Таким образом, все четыре величины – Е,,, – связаны между собой.

Каждую из них можно рассматривать в качестве характеристики энергии квантов электромагнитного излучения. При этом величины и связаны с энергией прямо пропорционально: Е = h, E = hc, а величина обратно пропорционально: Е = hc /. Численные значения констант, необходимых для перехода от одних энергетических характеристик к другим, составляют Дж·с; с = 2,9979108 м/с (для вакуума).

Свет поглощается раствором избирательно: при некоторых длинах волн светопоглощение происходит интенсивно, а при некоторых свет не поглощается.

Интенсивно поглощаются кванты света, энергия которых hv равна энергии возбуждения частицы и вероятность их поглощения больше нуля. Молярный коэффициент поглощения при этих частотах (или длинах волн) достигает больших значений.

Распределение по частотам (или по длинам волн) значений молярного коэффициента поглощения называется спектром поглощения.

Обычно спектр поглощения выражают в виде графической зависимости оптической плотности Д или молярного коэффициента поглощения от частоты v (или длины волны ) падающего света (рис.3). Вместо Д или нередко откладывают их логарифмы.

Отдельные полосы в спектрах поглощения математически можно описать гауссовскими кривыми:

где и max – молярный коэффициент поглощения при данной длине волны или волновом числе v) и при длине волны max (или волновом числе vmax), отвечающей точке максимума; v и vmax – данное волновое число и волновое число в точке максимума соответственно; характеризует ширину полосы поглощения.

При v = vmax молярный коэффициент поглощения равен половине максимального = max, и вместо уравнения имеем При упрощении и логарифмировании получаем откуда Как видно, величина равна полуширине полосы на половине ее высоты.

На рис. 3 в качестве примера приведен спектр поглощения в УФ – области спектра 0,003 % раствора калия хромата. Данный спектр является сложным, состоящим из нескольких несимметричных полос поглощения.

Для несимметричных полос обычно указывают vmax (max) и max. Для решения таких структурных, термодинамических или иных вопросов несимметричные полосы нередко разлагают на индивидуальные гауссовы компоненты, каждая из которых описывается уравнением (4).

Таким образом, наибольший интерес представляют следующие характеристики спектра: число максимумов (или полос поглощения) и их положение по шкале длин волн (или частот); высота максимума; форма полос поглощения оптическая плотность При действии электромагнитного излучения на любую молекулу в зависимости от его энергии происходит то или иное взаимодействие вещества и излучения. Исследование этого взаимодействия и является предметом спектроскопии.

УФ – и ИК – спектроскопия охватывают лишь небольшую часть спектра энергий электромагнитных волн (табл. 1.) Типы изменений в молекуле зависят от энергии излучения, или, что то же самое, от его длины волны, так как энергия излучения и длина волны связаны известным соотношением Основным принципом любого типа взаимодействия излучения и вещества является принцип квантового поглощения энергии. Какого бы типа изменение не происходило – переход конкретного электрона на определенную возбужденную орбиту (УФ – область) и др. - энергия, необходимая для этого, строго определена и всегда постоянна.

Из рис. 4 видно, что в области электронных переходов (Е1 Е2 ) электрон, возбуждаясь падающим излучением, переходит с орбиты Е1 на возбужденную орбиту Е2. При таком переходе энергия кванта h должна быть порядка нескольких электронвольт. При меньшей энергии переход электрона на возбужденную орбиту Е2 не реализуется и осуществляются лишь переходы электронов на колебательные уровни Е2*(при собственной энергии порядка 10-1 эВ) или на вращательные уровни (при энергии порядка 10 -2 эВ). ИК – спектроскопия, занимающаяся исследованием органических соединений, изучает лишь область от 500 до 5000 см-1 при энергии падающего излучения в несколько десятых электронвольта. Применяемые для исследования органических соединений УФ – спектрометры обычно исследуют область от 200 до 400 нм, а участок спектра от 400 до 1000 нм является предметом изучения спектроскопии в видимой области при энергии падающего излучения порядка нескольких электронвольт.

Как правило, в УФ – спектроскопии применяется в качестве единицы длины волны нанометр (нм): 1 нм = 10-7 см или 10-9 м.

В ИК – спектроскопии полоса поглощения характеризуется лишь положением в спектре (в см-1), а интенсивность полосы поглощения указывается, как правило, лишь приближенно (интенсивная, средней интенсивности, слабой интенсивности). В УФ – спектроскопии полоса поглощения характеризуется двумя точными параметрами: положением линии поглощения (в нм) и ее интенсивностью (в единицах, lg или Д) Рис. 4.Электронные, колебательные и вращательные переходы при взаимодействии вещества и электромагнитного излучения.

Спектры веществ получают с помощью приборов, называемых спектрофотометрами.

Все спектрофотометры состоят из следующих основных частей:

1 - источник излучения с непрерывным спектром излучения в УФ -, видимой или ИК - области спектра. Используемый источник излучения определяет тип прибора - УФ-спектрофотометр, ИК-спектрофотометр и т. д. В УФ - области источником излучения служит обычно водородная лампа, в видимой области лампа накаливания, в ИК - области - глобар, представляющий собой стержень из карбида кремния;

2 - кюветное отделение, в котором помещаются исследуемые образцы. В спектрофотометрах для УФ- и видимой областей спектра кюветное отделение располагают, как правило, после монохроматора, чтобы не происходило разложения вещества под действием источника излучения;

3 - монохроматор - устройство, включающее призму или дифракционную решетку, обеспечивающее разложение сплошного излучения источника излучения на монохроматические пучки и позволяющее делать развертку (сканирование) спектра по длинам волн или волновому числу. Призма в монохроматоре должна быть прозрачной для длин волн в исследуемой части спектра;

4 - приемник пропущенного веществом излучения, преобразующий световую энергию в электрические сигналы, которые далее усиливаются и поступают в регистрирующее устройство;

5 - регистрирующее устройство, с помощью которого производится отсчет (гальванометр) или запись (самописец) усиленных сигналов, поступающих из приемника радиации.

Рис. 5.Принципиальная схема спектрофотометра: 1 — источник излучения;

2 — кювета с веществом; 3 — монохроматор; 4 — регистрирующее устройство; 5 — самописец Излучение, генерируемое источником 1, проходит через кювету с веществом 2 и попадает в монохроматор 3. Монохроматор состоит из системы зеркал и призмы или дифракционной решетки, которая подает на выходную щель монохроматора излучение с определенной длиной волны. Этот пучок попадает затем в регистрирующее устройство 4, в котором преобразуются в электрический сигнал и записывается на самописце 5 на калиброванную бумагу.

Для работы в инфракрасной области спектра призма, материалы кювет, а также вся оптическая система ИК – спектрофотометра изготавливаются из кристаллов NaCl, KBr или LiF. Эти материалы прозрачны для инфракрасного излучения. Для работы в УФ – области призма, кюветы для вещества и вся оптика изготавливаются из специального кварцевого стекла. Для работы в видимой области призма и оптика выполняются из обычного стекла или из кварца.

Все спектрофотометры подразделяются на две группы - однолучевые и двухлучевые. В однолучевых приборах процесс получения спектра требует последовательного выполнения двух операций: сначала измеряют пропускание чистого растворителя, а затем пропускание раствора исследуемого вещества в этом же растворителе. Разность оптических плотностей этих растворов дает оптическую плотность исследуемого вещества на фиксированной длине волны поглощения. В двухлучевых приборах световой поток от источника излучения делится на две равные части и распространяется по двум каналам, в один из которых (канал сравнения) ставится кювета с чистым растворителем, а в другой кювета с исследуемым раствором. Это позволяет сразу получить кривую пропускания, или оптической плотности образца.

Фотоколориметрические методы определения концентрации вещества основаны на сравнении поглощения (или пропускания) света стандартным и исследуемым окрашенными растворами. В отличие от визуальных методов в фотоколориметрии степень поглощения света окрашенным раствором определяется не глазом, а при помощи специальных оптических приборов – колориметров с фотоэлементами (фотоколориметров).

Современные фотоколориметры являются двухлучевыми приборами с двумя фотоэлементами и имеют одинаковые принципиальные схемы (рис. 6). Конструкция приборов предусматривает уравнивание интенсивности двух световых потоков при помощи переменной щелевой диафрагмы.

Рис. 6.Принципиальная схема (а) и внешний вид (б) фотоколориметра ФЭК-М 1 – лампа осветителя;

2 и 2 - конденсаторы;

3 и 3 - зеркала;

4 и 4 - светофильтры;

6 и 6 - кюветы с растворами;

8 и 8 - призмы;

9 и 9 - селеновые фотоэлементы;

10 и 11 – фотометрические клинья;

12 – щелевая диафрагма;

13 – отсчетный барабан, связанный со щелевой диафрагмой;

14 – гальванометр;

15 – шкала отсчетных барабанов;

16 – рукоятка защитной шторки, перекрывающей световые потоки;

17 – арретир гальванометра;

18 – механический корректор;

19 – переключатель чувствительности гальванометра;

20 – кюветодержатель;

21 – переключатель светофильтров.

Принцип действия прибора состоит в следующем: световые потоки от лампы- осветителя 1 направляются на зеркала 3 и 3, затем проходят через светофильтры 4 и 4 в кюветы с растворами 6 и 6, попадают на селеновые фотоэлементы 9 и 9. Перед фотоэлементами на пути левого светового потока помещены круговые фотометрические клинья 10 и 11, а на пути правого светового потока – щелевая диафрагма 12, связанная с отсчетными барабанами 13. На отсчетных барабанах имеется две шкалы: красная – шкала оптических плотностей и черная – шкала коэффициентов пропускания Т (%). Фотоэлементы 9 и включены в цепь с гальванометром 14 по дифференциальной схеме, так что при равенстве световых потоков, падающих на фотоэлементы 9 и 9, возникающие фототоки взаимно компенсируются, а стрелочный гальванометр 14 используется здесь в качестве нуль – гальванометра.

Измерения оптической плотности светопропускания растворов производят при помощи двух барабанов: правого и левого. Шкала оптической плотности левого барабана проградуирована от 0 до 2 (100 – 0% светопропускания). Шкала оптической плотности правого барабана имеет пределы измерений 0,00 – 0,52, причем точность измерений на участке шкалы 0,15 – 0,52 (по шкале светопропускания – 70 – 30%) выше, чем при измерении на левом барабане.

Для определения концентрации раствора обычно пользуются шкалой оптической плотности.

В основу методов абсорбционного спектроскопического анализа положен обобщенный закон светопоглощения.

Если световой поток, интенсивность которого Io падает на кювету с раствором, то часть его (Ic) отражается от поверхности кюветы, часть (Ia) будет поглощена раствором, а часть (I) пройдет через кювету. Между этими величинами имеется следующее соотношение:

Поскольку на практике пользуются одной и той же кюветой для серии анализов, то интенсивность отраженного светового потока величина постоянная и незначительная, поэтому ею можно пренебречь, следовательно:

Непосредственно в опыте можно определить интенсивность падающего светового потока и интенсивность потока прошедшего через раствор, тогда интенсивность светового потока, поглощенного раствором может быть найдена по разности:

Зависимость между ослабленной интенсивностью лучистой энергии, прошедшей через раствор и толщиной слоя раствора, установленная Бугером и подтвержденная Ламбертом, составила сущность первого закона светопоглощения: относительное количество поглощенного и пропускаемого средой излучения не зависит от интенсивности падающего излучения: каждый слой равной толщины поглощает равную долю падающего монохроматического излучения.

Математически эта зависимость выражается уравнением:

где е – основание натурального логарифма;

к – коэффициент поглощения;

– толщина слоя раствора.

Положив в основу десятичную систему логарифма, получим уравнение:

I = Io·10-к. (12) Чтобы уяснить числовое значение к предположим, что интенсивность светового потока после прохождения через раствор уменьшится в десять раз, тогда:

I / Io = 1 / 10 = 10-1 = 10-к, (13) Следовательно, коэффициент поглощения к численно равен обратной величине толщины слоя раствора, ослабляющей интенсивность проходящего через него светового потока в десять раз. Коэффициент поглощения зависит от природы растворенного вещества и от длины волны падающего света.

Рис. 7. Графическое выражение закона Бугера - Ламберта На рис. 7 показана экспоненциальная кривая, выражающая графическую зависимость между интенсивностью светового потока, прошедшего через слой поглощающего вещества, и толщиной слоя.

Второй закон светопоглощения установлен Бером и выражает связь между интенсивностью потока лучистой энергии и концентрацией вещества в поглощающем слое: поглощение потока лучистой энергии прямо пропорционально числу частиц поглощающего вещества, через которое проходит поток этого излучения.

Следовательно, где – коэффициент, зависящий от природы вещества;

С – концентрация.

Объединяя оба закона, получим закон Бугера – Ламберта – Бера: интенсивность светового потока, прошедшего через раствор прямо пропорциональна интенсивности падающего светового потока и зависит от концентрации, толщины слоя раствора и природы вещества.

Основные фотометрические величины, которые можно вывести из закона светопоглощения Бугера – Ламберта – Бера 1. Пропускание Т % - отношение интенсивности светового потока, прошедшего через раствор к интенсивности падающего светового потока.

Т = I / Io = Io·10-с / Io = 10-с. (18) Пропускание изменяется от 0 до 100 %.

2. Поглощение или оптическая плотность Д (А) – десятичный логарифм величины, обратной пропусканию.

При графическом изображении зависимости оптической плотности от концентрации (при постоянной величине толщины слоя) получается прямая линия.

Эта прямая проходит через начало координат при отсутствии поглощения света растворителем и систематических ошибок.

Уравнения (17) и (19) выведены для монохроматического света, то есть света определенной длины волны, который может быть выделен с помощью специального оптического устройства - монохроматора. В фотоколориметрии измерение интенсивности световых потоков производят не в монохроматическом, а в полихроматическом свете, то есть на довольно широком участке спектра : в интервале длин волн 20 - 100 нм. В этом случае в уравнение (19) вместо молярного коэффициента светопоглощения следует подставлять значения среднего молярного коэффициента светопоглощения, зависящие от характеристики светофильтра.

3. Молярный показатель поглощения м – оптическая плотность раствора, концентрация которого выражена в молях, толщина слоя в сантиметрах.

Величина молярного коэффициента светопоглощения зависит от длины волны проходящего света, температуры раствора и природы растворенного вещества и не зависит от толщины поглощающего слоя и концентрации растворенного вещества. Молярный коэффициент светопоглощения отражает индивидуальные свойства окрашенных соединений и является их определяющей характеристикой.

4. Удельный показатель поглощения Е1%1см - оптическая плотность раствора, концентрация которого выражена в процентах, толщина слоя в сантиметрах.

Отклонения от основного закона светопоглощения Объединенный закон Бугера - Ламберта - Бера многократно проверялся на опытах и его можно считать строго установленным. Однако на практике могут наблюдаться отклонения, которые происходят за счет несоблюдения закона светопоглощения. Закон Бугера -Ламберта - Бера, строго говоря, справедлив лишь для проходящего через гомогенную изотропную среду плоскопараллельного пучка монохроматического света при соответствии величины С в уравнениях (17), (18) и (19) истинной концентрации вещества в растворе и незначительной заселенности возбужденного энергетического уровня. Если толщина слоя выдерживается постоянной, то зависимость оптической плотности от концентрации поглощающего свет вещества в растворе изображается прямой линией, проходящей через начало координат с тангенсом угла наклона, равным.

Нарушения указанных условий приводит к кажущимся отклонениям от закона Бугера, выражающимся в искривлении данной зависимости. Другими словами, коэффициент поглощения в уравнениях (17), (18) и (19) перестает быть постоянным, а возрастает или уменьшается с ростом С. В первом случае говорят о положительных, а во втором - об отрицательных отклонениях от закона Бугера (рис. 8).

Рис. 8. Зависимость оптической плотности от концентрации поглощающего свет вещества в растворе при соблюдении закона Бугера (1), положительных (2) и отрицательных (3) отклонениях от него.

Наиболее часто встречающиеся причины отклонений от закона Бугера можно разделить на три группы: 1) физико - химические, связанные со свойствами анализируемого вещества или всего раствора; 2) инструментальные, связанные с особенностями данного спектрофотометра; 3) связанные с анизотропией изучаемого объекта.

К физико - химическим причинам относится, прежде всего, несоответствие подставляемого в уравнение значения С истинной концентрации вещества в растворе. Это несоответствие может быть вызвано рядом факторов: так, присутствие посторонних электролитов вызывает деформацию молекул или комплексных окрашенных соединений, вследствие чего изменяется интенсивность окраски и светопоглощение.

При разбавлении концентрированных окрашенных растворов электролитов изменяется степень диссоциации их на ионы, что также вызывает отклонения от закона Бера. Кроме диссоциации и ассоциации молекул на светопоглощение раствора оказывают влияние явления гидролиза, комплексообразования, образования промежуточных продуктов и коллоидов, таутомерные превращения.

Сольватация (гидратация) также сказывается на светопоглощении растворов, так как с изменением концентрации процесс сольватации протекает неодинаково. Эти процессы часто связаны с концентрацией Н+ в растворе, температурой, действием солнечного света и т. п. Изменение концентрации Н+ в растворе приводит к различной степени связанности определяемого иона в окрашенное соединение, к изменению состава последнего или даже к его разрушению.

Особенно большие отклонения от закона Бугера - Ламберта - Бера могут наблюдаться при разбавлении растворов малоустойчивых окрашенных соединений. Диссоциация светопоглощающего соединения и влияние сопряженных реакций, протекающих в водном растворе, является одной из основных "химических" причин нарушения закона Бера.

Таким образом, перед фотометрическим определением важно выяснить в пределах каких концентраций соблюдается основной закон светопоглощения.

Другой физико - химической причиной отклонения от закона Бугера является флуоресценция анализируемого вещества. Попадание испускаемого раствором флуоресцентного потока на фотоэлемент приводит к увеличению интенсивности прошедшего через раствор света, что, естественно, снижает экспериментально определяемую оптическую плотность. Вследствие частичной реабсорбции флуоресцентного света наблюдаемые отклонения будут возрастать с увеличением оптической плотности и уменьшаться с ростом концентрации растворенного вещества (эффект тушения).

Очевидной инструментальной причиной кажущихся отклонений от закона Бугера - Ламберта - Бера может быть нелинейная зависимость показаний приборов от интенсивности светового потока. Это явление можно легко обнаружить по результатам измерения пропускания нескольких нейтральных светофильтров, оптическая плотность которых в широких пределах не зависит от длины волны, или растворов хорошо изученных стандартных веществ.

Наиболее частой инструментальной причиной кажущихся отклонений от закона Бугера является немонохроматичность падающего на образец светового потока. В любом реальном спектрофотометре с непрерывным источником излучения из выходной щели выходит пучок света с некоторым интервалом длин волн, который определяется шириной выходной щели и дисперсией монохроматора. В общем случае увеличение ширины щели приводит к падению измеряемого поглощения и кажущейся величины в области максимумов и одновременно к увеличению Д и в области минимумов спектральных кривых. Эти изменения мало заметны для веществ с широкими спектральными полосами (в этих случаях закон Бугера выполняется и при больших щелях) и могут быть резкими при полосах малой ширины. Для того чтобы на практике избежать существенного искажения формы спектральной полосы и величины необходимо, чтобы спектральная ширина щели была значительно меньше полуширины исследуемой полосы.

Помимо конечной ширины щели, немонохроматичность светового потока может быть вызвана присутствием рассеянного света. Под рассеянным светом обычно понимают полихроматическое излучение, попадающее в кюветную камеру спектрофотометра в результате различных отражений и рассеяний в диспергирующей системе.

Кроме двух причин, рассмотренных выше следует упомянуть третью группу причин кажущихся отклонений от закона Бугера, связанную с распределением поглощающего вещества в объеме анализируемого объекта. Так, для оптически анизотропных молекул поглощение неполяризованного света зависит от степени их упорядоченности. Это явление может наблюдаться, например, при микроспектрофотометрии биологических объектов, обладающих определенной структурой.

Отклонения от закона Бугера - Ламберта - Бера могут появляться из-за неравномерного распределения поглощающего вещества в пучке света (кювете).

Подобные ошибки также встречаются и в микроспектрофотометрии.

Пропорциональность между оптической плотностью и концентрацией вещества в растворе нарушается также при чрезвычайно большой интенсивности падающего на вещество света (лазерное излучение), когда значительная часть молекул вещества оказывается в возбужденном состоянии.

Основные вопросы, которые могут быть решены с помощью ИК – спектроскопии, следующие:

Исследование строения соединений – наличия разнообразных функциональных групп или даже более сложных фрагментов молекулы.

Установление идентичности соединений.

Контроль за ходом реакций.

Изучение внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий.

Остановимся на первой, наиболее важной в аналитической химии проблеме, так как вторая и третья проблемы довольно просты по определению, а четвертая является, как правило, предметом изучения физической химии.

Рассмотрим в упрощенном виде, что происходит при прохождении излучения с энергией в десятые эВ и соответственно с диапазоном v от 500 до 5000 смчерез пары формальдегида. Если волновое число проходящего через вещество излучения медленно изменяется от 500 до 5000 см-1, то энергия такого излучения медленно возрастает, так как уменьшается длина волны. Поток падающего излучения будет беспрепятственно проходить через вещество, пока его энергия не будет точно соответствовать по величине энергии, способной вызвать изменение валентных углов между атомами водорода в молекуле. Такого типа колебания атомов носят название деформационных колебаний () и бывают симметричными (s) и антисимметричными (аs). Это происходит в области энергий, соответствующих волновому числу 1500 см-1. Энергия проходящего излучения в этом случае расходуется на возбуждение колебаний, и интенсивность прошедшего потока энергии резко падает (происходит излучение).

При дальнейшем возрастании энергии излучения наступает момент, когда она точно соответствует энергии, вызывающей изменение длины двойной связи С = О (1745 см-1). Такого типа колебания называются валентными (v).

И наконец, при достаточном возрастании энергии в области около 2800 см- начинает изменяться длина С – Н связей – валентные симметричные и валентные антисимметричные колебания:

Деформационное деформационное валентное валентное С - Н валентное С - Н Симметричное s антисимметричное as карбонила симметричное vs антисимметричное vas Измеряя изменение интенсивности проходящего через вещество потока излучения, получаем ИК – спектр пропускания (поглощения) вещества.

Чрезвычайно важно, что поглощение для каждой функциональной группы лежит в сравнительно узкой области и в пределах этой узкой области зависит только от ближайшего окружения данной функциональной группы.

Экспериментальные исследования колебательных спектров большого числа молекул, обладающих одними и теми же химическими группами, показали, что в их спектрах имеется некоторое число общих или мало отличающихся частот.

Такие частоты, появляющиеся в спектре при наличии в соединении определенных химических групп, независимо от того, каким молекулам эти группы принадлежат, получили название характеристических. К ним относятся, например, валентные колебания связей С – Н, С = О, С = С, О – Н, деформационные колебания С – Н, N – O,колебания групп – NO2, - COO-, CONH2.

Основным условием характеристических частот является существенное отличие их положения в спектре от частот колебаний основного скелета молекулы.

Органические молекулы имеют скелет, состоящий из связей С – С, валентные колебания которых лежат в области 800 – 1200 см-1. Поэтому для органических соединений большая часть характеристических частот лежит вне этой области.

Вопрос о характеристичности колебания в общей форме не имеет смысла.

Следует говорить о характеристичности колебаний в определенных условиях, в определенных рядах соединений. Так колебания С – СI характеристичны для молекул, имеющих связь с частотами, близкими С – СI, например С –Br и С – S.

Колебания атомов углерода, связанных простой связью (колебания углеродного скелета), сильно взаимодействуют между собой в результате близости параметров, обуславливающих колебания. Сильно взаимодействуют также колебания простых связей С – О, С – N, а также N – N и O – N между собой и с колебаниями простых связей С – С. Все эти колебания попадают в область 700 – 1200 см-1, и отнесение полос в этой области, так называемой области «отпечатков пальцев», не представляется возможным. Однако набор полос в этой области является индивидуальной характеристикой каждого соединения и сильно изменяется даже при небольших различиях в строении молекулы. В таблице приведены некоторые характеристические частоты поглощения в ИК - области.

Для органических соединений можно указать на две характерные области колебательных спектров.

Область 800 – 1350 см-1. В этой области проявляются валентные колебания связей С – С, C – N, N – O, C – O и деформационные колебания связей N – H, O – H, C – H. В этой области спектр органического соединения зависит от его строения и даже небольшие изменения в структуре соединения вызывают существенные изменения в спектре.

Область частот за пределами 800 – 1350 см-1. Спектры органических соединений имеют здесь интенсивные полосы, которые обусловлены колебаниями отдельных связей или групп атомов; частоты колебаний таких групп имеют одинаковые или близкие значения независимо от того, каким молекулам принадлежат. Эти полосы могут быть использованы для характеристики поглощения групп.

Следует помнить, что частоты всех видов колебаний в той или иной степени чувствительны даже к небольшим изменениям в строении молекулы (этим объясняется высокая специфичность инфракрасного спектра любого органического соединения). Достаточно сильное влияние оказывают на них такие факторы, как стерические эффекты, природа, размер и электроотрицательность ближайших атомов, агрегатное состояние вещества и образование водородных связей, что также находит отражение в спектрах.

Таблица 2. Некоторые характеристические частоты Качественное определение вещества методом Спектры поглощения в УФ- и видимой областях определяются изменениями в энергии валентных электронов при электронных переходах, вследствие чего эти спектры получили название электронных. Они располагаются в общем спектре электромагнитных волн в диапазоне 150 – 1000 нм.

Атомы в органических молекулах могут быть связаны простыми и кратными (двойными и тройными) связями. Электроны этих связей имеют различную энергию и поэтому возбуждаются излучением с различной длиной волны.

Наибольшая энергия требуется для возбуждения электронов простой углерод - углеродной связи. Соответственно предельные углеводороды поглощают в области ниже 200 нм. Несколько меньшая энергия необходима для возбуждения электронов других простых связей, в которых, кроме углерода, имеются гетероатомы, содержащие неподеленные пары электронов. Но поглощение спиртов и простых эфиров, аминов и их алкильных производных находится еще в области около 200 нм. Молекулы, содержащие атомы галогена, поглощают уже в более длинноволновой области, и сдвиг после поглощения тем больше, чем в большей степени поляризовано электронное облако галогена. Для бромистых производных оно лежит в области 200 - 230 нм, а иодзамещенные поглощают в области 270 - 350 нм.

Хромофорные группы. Группы, вызывающие поглощение в области от до 1000 нм, получили название хромофорных. К ним принадлежат группы, содержащие не менее одной кратной связи: С=С, СС, С=О, С=N, N=O, N=N, NO и др. Энергия возбуждения - электронов кратных связей существенно меньше энергии возбуждения простых связей, и поглощение, соответствующее переходу - электрона, находится в области 180 - 190 нм. Оно отличается высокой интенсивностью (lg 4). Обычно полосу поглощения, соответствующую этому переходу, называют К - полосой.Такое поглощение характерно для молекул, содержащих несопряженные двойные и тройные связи углерод - углерод. Интенсивность полосы поглощения обычно характеризуется величиной экстинции в точке максимума max или lg max. Электронные переходы при поглощении УФи видимого излучения могут быть классифицированы с точки зрения молекулярных орбиталей, между которыми происходят переходы. По общепринятой классификации (Каша) электронные переходы обозначаются как *, *, n *, n *, где n – несвязывающая орбиталь неподеленной пары электронов, а, и *, * - соответственно связывающие и разрыхляющие орбитали.

Положение кривой поглощения определяется числом и взаимным расположением заместителей. Каждая алкильная группа, вводимая к углеродным атомам у двойных связей, вызывает сдвиг максимума поглощения приблизительно на 5 нм в длинноволновую сторону.

Накопление в молекуле сопряженных двойных связей вызывает сдвиг поглощения в длинноволновую сторону примерно на 30 нм на каждую взаимную двойную углерод - углеродную связь. Так, бутадиен поглощает при 217 нм, гексатриен - при 265 нм, а каротин, имеющий цепочку из одиннадцати групп СН = СН, имеет максимум поглощения при 511 нм (видимая область) и окрашен в желтый цвет.

Накопление в молекуле кратных связей вызывает не только сильное смещение полос поглощения в сторону длинных волн, но и увеличение их интенсивности.

Замена одного из углеродных атомов двойной связи С = С на атомы, имеющие неподеленные пары электронов, вызывает существенное изменение поглощения.

Насыщенные соединения. В насыщенных углеводородах, содержащих простые связи, возможны только *- переходы. Полосы, соответствующие этим переходам лежат в области наиболее коротких длин волн (так называемого вакуумного ультрафиолета). В таблице 3 в качестве примера приведены максимумы поглощения некоторых простых молекул. В спектрах насыщенных молекул, содержащих гетероатомы с неподеленными электронными парами, длинноволновая полоса поглощения относится к n *- переходу.

Таблица 3. Поглощение простых насыщенных соединений Алкены, алкины, диены. Поглощение кратной связи С=С обусловлено переходом *. Полоса поглощения этилена находится при 165 нм, алкильные заместители при двойной связи приводят к смещению данной полосы в область 175 – 200 нм.

Для ацетиленовых углеводородов, содержащих изолированную связь С=С, полосы поглощения наблюдаются в интервале 170 – 190 нм и относятся также к * - переходу. Наличие цепи сопряженных связей приводит к смещению поглощения в длинноволновую область. В таблице 4 приведены полосы поглощения бутадиена, винилацетилена, а также гексатриена – 1,3,5.

Таблица 4. Поглощение ненасыщенных соединений Карбонильные соединения. В спектрах насыщенных альдегидов и кетонов имеются две полосы поглощения: одна в области 150 – 170 нм, вторая при 170 – 200 нм. Более длинноволновая полоса относится к n *-переходу, коротковолновая полоса – к переходу *.

При переходе к эфирам, амидам и галогенангидридам кислот наблюдается сильное коротковолновое смещение n * - полосы (см. табл. 4).

С увеличением полярности растворителя максимум полосы поглощения n * - перехода смещается в коротковолновую область.

При переходе к сопряженным карбонильным соединениям происходит смещение поглощения в длинноволновую область примерно на 30 нм с введением каждой дополнительно кратной связи.

В спектрах соединений, содержащих две хромофорные группы, разделенные двумя или несколькими метиленовыми группами, наблюдается наложение спектров отдельных хромофоров. Наиболее сильное изменение в спектре по сравнению со спектрами соединений, содержащих отдельные хромофорные группы, происходит в том случае, когда хромофоры в молекуле соединены непосредственно, как, например, в диацетиле. Наличие одной метиленовой группы между двумя хромофорами уменьшает взаимодействие между ними, и в спектрах таких соединений не наблюдается столь резкого отличия.

Ароматические углеводороды. Спектры поглощения бензола и его производных значительно отличаются от спектров алифатических соединений. Бензол поглощает в двух областях – при 196 нм и при 230 – 270 нм, причем последняя полоса имеет ярко выраженную колебательную структуру (рис. 9, длинноволновая полоса 1). Последняя характеризует специфическое бензольное поглощение.

При введении в бензольное кольцо заместителей спектр меняется в зависимости от их природы. При этом может происходить увеличение интенсивности поглощения и смещение главного максимума бензольной полосы в сторону больших длин волн.

При введении в бензольное кольцо таких заместителей, как ОН, ОСН3, NН2, NR2, интенсивность длинноволновой полосы увеличивается примерно в 10 раз, полоса сдвигается в сторону больших длин волн, а колебательная структура сглаживается (рис. 9, длинноволновые полосы 2,3). Алкильные заместители, а также атомы галогенов вызывают несущественные изменения в спектре бензола.

Рис. 9. УФ - спектры бензола (1), фенола (2), анилина (3) Гетероциклические соединения. Как и в ряду карбоциклических соединений, интенсивное избирательное поглощение в видимой и ультрафиолетовой областях спектра характерно только для тех гетероциклических соединений, которые содержат по крайней мере одну ненасыщенную хромофорную группировку:

Наличие гетероатома в кольцевых ненасыщенных системах стирает колебательную структуру спектра, в спектрах гетероциклов исчезают специфические черты ароматических соединений и гетероциклические соединения имеют обычно монотонные кривые поглощения.

Пятичленные ненасыщенные гетероциклы имеют две полосы поглощения:

интенсивную коротковолновую полосу в области 200 – 210 нм и малоинтенсивную полосу в более длинноволновой части спектра.

Шестичленные ароматические гетероциклические соединения отличаются тем, что имеют повышенную интенсивность длинноволновой полосы поглощения и сглаживание ее колебательной структуры.

Таким образом, электронные спектры поглощения несут важную информацию о хромофорной структуре органического соединения и позволяют в сочетании с другими видами спектроскопических данных (ИК- спектроскопия, спектроскопия ПМР) полностью идентифицировать строение неизвестных органических соединений.

УФ – спектры, как правило, используют для выявления в молекуле группировок, содержащих кратные связи. Распознавание хромофоров осуществляется прежде всего путем сопоставления наблюдаемого спектра с табличными данными о параметрах различных хромофоров. Структурный анализ с помощью УФ – спектра возможен при условии знания молекулярной массы соединения, т.к. это необходимо для вычисления.

Рассмотрим особенности выявления структуры молекулы с помощью УФспектра.

В соединениях, показывающих избирательное поглощение в ближайшем ультрафиолете, идентифицировать хромофор можно лишь тогда, когда его спектральные характеристики достаточно специфичны. Такими хромофорами являются изолированные группы С=О, N=O, N=N, NO2, которым в спектре отвечают n * - полосы поглощения слабой интенсивности. Надежно удается обнаружить присутствие в соединении бензольного ядра, признаком которого является наличие полосы около 260 нм, имеющей среднюю интенсивность ( = 300) и отличающейся тонкой структурой, а также одновременное наблюдение более интенсивной полосы вблизи 210 нм. Введение хромофора к бензольному ядру приводит к потере тонкой структуры длинноволновой полосы, что приводит к уменьшению надежности идентификации бензольного ядра.

Надежно распознаются изомеры, содержащие сопряженные системы связей различной длины. Примером могут быть терпеноидные молекулы – – и иононы. У – ионона, являющегося полностью сопряженным диеном, полоса поглощения находится при существенно больших длинах волн по сравнению с – иононом.

Легко выявляются различия между изомерами с линейной и нелинейной (кросс) сопряженными системами кратных связей. В первом случае наблюдается более длинноволновое и более интенсивное поглощение.

В ряду изомерных дизамещенных бензолов орто – изомеры легко отличаются от соответствующих пара – изомеров, так как первые характеризуются меньшими значениями max и max.

При прочих равных условиях более длинноволновое и более интенсивное поглощение имеют изомеры, в которых электронодонорный и электроноакцепторный заместители находятся на большем удалении друг от друга при условии сохранения сопряжения между ними.

Количественный анализ вещества методом УФ-спектроскопии Количественный спектрофотометрический анализ раствора одного поглощающего свет вещества сводится к определению концентрации этого вещества в растворе по известным оптическим плотностям испытуемого раствора и раствора стандарта с известной концентрацией при некоторой длине волны.

При проведении анализа используют обычно следующую последовательность операций:

1. Снимают полный спектр поглощения раствора анализируемого вещества и выбирают аналитическую длину волны (анал). В большинстве случаев анал выбирают на максимуме поглощения определяемого вещества.

Выбор анал на пологом максимуме поглощения уменьшает влияние ширины щели и погрешности в установке длины волны. Последние особенно опасны при использовании для анализа крутопадающих участков спектра. При наличии у определяемого вещества нескольких максимумов поглощения следует отдавать предпочтение максимумам при больших длинах волн.

Неблагоприятными для анализа спектральными областями являются области переключения источников излучения.

2. После выбора анал рассчитывают ориентировочное значение показателя поглощения (), а с его помощью по уравнению С·l =Д/ определяют концентрации стандартных растворов анализируемого вещества и толщину кювет, в которых может быть измерена оптическая плотность этих растворов.

3. Готовят 5-7 стандартных растворов с известными концентрациями и измеряют их оптическую плотность при анал по возможности на том же спектрофотометре, на котором предполагается проводить анализ.

4. Строят график Д = f (С) (при =const) или Д = f (С). Если анализируемое вещество подчиняется закону Бугера, то построенная зависимость будет линейна и будет проходить через начало координат. Анализ растворов с неизвестной концентрацией можно проводить с помощью этой зависимости в качестве градуировочной. В общем случае следует найти показатель поглощения методом наименьших квадратов как тангенс угла наклона прямой:

5. Определение концентрации анализируемых растворов проводят по градуировочной зависимости или по формуле:

С = Д/ ·. (24) При необходимости данную формулу или градуировочную зависимость модифицируют таким образом, чтобы с учетом исходной навески их промежуточных разведений сразу получать содержание определяемого вещества в анализируемой пробе.

Методы количественного анализа основаны на законе Бугера – Ламберта – Бера, выраженном уравнением I = Io · 10. В связи с тем, что значения коэффициента пропускания Т находятся в пределах от 0 до 1, оптическая плотность раствора Д = - lg Т может принимать, казалось бы, любые положительные значения от нуля до бесконечности. Однако экспериментальному определению с необходимой точностью доступны далеко не любые значения Д. Так, значения Д 0,01 не определяют в связи с большой погрешностью их измерения.

Уравнение (17) показывает, что основными параметрами фотометрического определения являются длина волны, при которой производится измерение, оптическая плотность, толщина кюветы и концентрация окрашенного раствора.

Существенное влияние оказывают различные химические факторы, связанные с полнотой и условиями протекания фотометрической реакции, концентрацией окрашенных и других реактивов, их устойчивостью и т. д. В зависимости от свойств анализируемой системы и характеристик применяемого фотометрического прибора выбирают те или иные условия анализа.

Основные приемы фотометрических измерений 1. Метод градуировочного графика. В соответствии с законом Бугера – Ламберта – Бера график в координатах «оптическая плотность – концентрация»

должен быть линеен, и прямая должна проходить через начало координат. Для построения такого графика достаточно, одной экспериментальной точки. Однако градуировочный график обычно строят не менее чем по трем точкам, что повышает точность и надежность определений.

При отклонениях от закона Бугера – Ламберта – Бера, т.е. при нарушении линейной зависимости оптической плотности от концентрации, число точек на графике должно быть увеличено. Применение градуировочных графиков является наиболее распространенным и точным методом фотометрических измерений. Основные ограничения метода связаны с трудностями приготовления эталонных растворов и учетом влияния так называемых третьих компонентов, т.е.

компонентов, которые находятся в пробе, сами не определяются, но на результат влияют.

2. Метод молярного коэффициента поглощения. При работе по этому методу определяют оптическую плотность нескольких стандартных растворов Дст, для каждого раствора рассчитывают = Дст/(Сст) и полученное значение усредняют. Затем измеряют оптическую плотность анализируемого раствора Дх и рассчитывают концентрацию Сх по формуле:

Сх = Дх/(). (25) Ограничением метода является обязательное подчинение анализируемой системы закону Бугера – Ламберта – Бера, по крайней мере, в области исследуемых концентраций.

3. По стандартному образцу.

Содержание веществ по стандартному образцу рассчитывают по формуле:

Х = ----------, (26) где Дст – оптическая плотность стандартного образца, Сст – концентрация раствора стандартного образца.

Недостатком метода молярного коэффициента поглощения является то, что основная погрешность спектрофотометрического анализа, погрешность градуировки, вызвана несоответствием показателей поглощения, полученных при градуировке, реальным показателям поглощения, полученных в момент анализа.

Такая погрешность может достигать 18 %.

Простейшим и эффективным путем нивелирования погрешности градуировки является совмещение в одном опыте анализа и градуировки. В этом случае параллельно с испытуемым раствором проводят измерение оптической плотности раствора стандартного образца.

В качестве стандартных образцов обычно используют вещества той же химической структуры, что и исследуемые, но более высокой степени чистоты (не менее 99,9 %). Однако при контроле качества лекарственных веществ нередко приходится сталкиваться с отсутствием или малодоступностью стандартов. Избежать же погрешности можно путем использования при расчетах не показателя оптической плотности испытуемого раствора, а его отношение к оптической плотности, получаемой в том же опыте при той же длине волны, некоторого стандартного образца. Стандартное вещество при этом не входит в состав исследуемого вещества, поэтому такой метод называют методом внешнего стандарта. Выражение для количественного содержания вещества при использовании метода внешнего стандарта получается из уравнения метода стандарта:

Х = ---- · ------ · ------ = ----- · ------ · ------ = ----- · Кпер · -----, (27) где К – коэффициент пересчета вс – показатель поглощения внешнего стандарта Свс – концентрация внешнего стандарта Метрологические вопросы спектрофотометрического анализа.

Правильность спектрофотометрических данных Правильность измерений отражает близость к нулю систематической погрешности и характеризуется разностью среднего результата серий измерений (Х) и истинного значения измеряемой величины. Правильность спектрофотометрических данных можно оценить по результатам исследования стандартных образцов (эталонов), свойства которых считаются известными.

Спектрофотометрическое исследование дает два вида результатов, одни из которых выражены в единицах длины волны (частоты), а другие - оптической плотности (пропускания). В соответствии с этим в спектрофотометрии используют стандарты для поверки шкалы длины волн и шкалы оптических плотностей пропусканий.

Поверку шкалы длин волн спектрофотометра лучше всего производить по спектру излучения ртутной лампы. В этом спектре в области 220 - 1150 нм имеется ряд весьма узких пиков, положение которых известно с точностью до 0, нм. Для текущего контроля шкалы длин волн могут использоваться растворы или стеклянные фильтры с редкоземельными элементами, обладающими весьма узкими полосами поглощения.

Поверка шкалы пропускания спектрофотометров по действующей в России системе стандартизации производится по наборам нейтральных светофильтров, аттестованных на образцовом приборе. Пропускание этих фильтров мало зависит от длины волны, поэтому такая поверка обеспечивает лишь линейность шкалы пропускания прибора и не обеспечивает единства результатов измерений объектов с селективным поглощением. Из-за отсутствия стандартов оптической плотности шкала оптических плотностей в отечественных приборах органами Госстандарта не проверяется.

За рубежом в качестве эталона оптической плотности используют чаще всего раствор 0,06006 г/л (0,006006%) дихромата калия в 0,005 М растворе серной кислоты. Оптическую плотность этого раствора неоднократно измеряли на приборах разных типов при длинах волн 235, 257, 313 и 350 нм, соответствующих максимумам и минимумам поглощения. Для поверки работы прибора при более коротких длинах волн можно использовать раствор никотиновой кислоты (0,016399 г/кг в 0,1 М растворе соляной кислоты), оптическая плотность которого при 210 нм равна 0,7533.

Национальное бюро стандартов США для стандартизации измерений оптической плотности рекомендует растворы дихромата калия в 0,001 М растворе хлорной кислоты.

Измерения, выполненные даже на тщательно выверенном по эталонам приборе, будут содержать систематические погрешности, как в значениях максимума поглощения, так и в величинах показателя поглощения. Эти погрешности связаны с немонохроматичностью используемого излучения, и полностью избежать их при применении источников излучения с неисправным спектром невозможно. Чем уже полоса поглощения, чем меньше ее симметрия и чем в более коротковолновой области она расположена, тем сильнее (при прочих равных условиях) искажения в мах и из-за немонохроматичности излучения.

Сходимость спектрофотометрических данных Сходимость отражает близость друг к другу результатов параллельных измерений, выполненных в одинаковых условиях, и характеризуется среднеквадратическим (стандартным) отклонением. Сходимость результатов спектрофотометрических измерений одного и того же объекта, выполненных на одном и том же приборе в течение короткого промежутка времени определяется погрешностями настройки прибора на 0 и 100 % пропускания, погрешностями отсчета по измерительному прибору, нестабильностью электронной схемы прибора в процессе измерения и другими причинами.

В зависимости от величины оптической плотности (пропускания) и особенностей спектрофотометра вклад различных факторов в суммарную дисперсию измерения будет разным. Поэтому сходимость результатов спектрофотометрических измерений обычно характеризуют зависимостью относительного стандартного отклонения оптической плотности (Scx) от величины Д.

Фактическая погрешность измерений на данном приборе может быть определена на основе экспериментального исследования. По результатам такого исследования зависимость Sсx от Д может быть аппроксимирована с помощью метода наименьших квадратов уравнением:

Sсx = Rо + R1Д + R2Д2. (28) В отечественных спектрофотометрах величина Scx относительно мала по сравнению с величиной Sвоспр., характеризующей воспроизводимость результатов измерений.

Воспроизводимость спектрофотометрических данных Если измерения (или серия измерений) выполнены при различных условиях (в разное время, на разных приборах, различными методами и т. п.), то для оценки близости результатов используют термин «воспроизводимость».

Очевидно, что сходимость определяется лишь случайными погрешностями эксперимента, а в оценку воспроизводимости могут входить и систематические погрешности, связанные с особенностями разных приборов, методов, временным дрейфом и т. п. Для количественной оценки воспроизводимости также используют величины дисперсии или стандартного отклонения.

К основным факторам, влияющим на воспроизводимость результатов спектрофотометрического измерения, относятся:

1. химические и фотохимические факторы (случайные погрешности в приготовлении анализируемого раствора, влияние мутности раствора и флуоресценции анализируемого вещества или содержащихся в растворе примесей).

2. кюветная погрешность, включающая в себя нескомпенсированное из-за разной толщины кювет поглощение растворителя, разное светопоглощение кювет, многократные внутренние отражения света в кюветах. Наиболее существенным компонентом кюветной погрешности является невоспроизводимость положения кювет относительно оптического пучка. Данная погрешность лимитирует общую воспроизводимость спектрофотометрического измерения на отечественных приборах.

3. погрешность холостого опыта (аналогично п.1). Возможны несколько способов учета оптической плотности холостого раствора, из которых наиболее точным является непосредственное измерение оптической плотности испытуемого раствора относительно холостого.

4. погрешность установки аналитической длины волны, складывающаяся из погрешности отсчета по шкале длин волн и явлений «гистерезиса», т.е. несоответствия положения диспергирующего элемента (призмы, решетки) и указателя на шкале длин волн. При работе в районе полного максимума поглощения анализируемого вещества неточная установка длины волны практически не сказывается на точности измерений.

Относительный вклад перечисленных факторов зависит от спектра поглощения анализируемого вещества, особенностей прибора и условий анализа.

Очевидно, что при последовательных измерениях одного объекта, не связанных с перестановкой кювет, включением и выключением прибора, погрешность результатов можно оценивать величиной Sсх, в остальных случаях следует использовать Sвоспр. или величину стандартного отклонения оптической плотности (Sд), характеризующую суммарную погрешность измерения без разделения ее на составляющие погрешности. Оптимальное по воспроизводимости значение оптической плотности (Допт) лежит обычно в интервале 0,5 - 0,8. Относительная погрешность спектрофотометрического измерения резко возрастает npи Д 0,2 и лишь медленно увеличивается при Д 1,5.

С величиной Допт связан вопрос о рекомендуемом рабочем интервале оптических плотностей. Последний определяют таким образом, чтобы во всем интервале относительное стандартное отклонение не превышало удвоенного минимального значения при Допт : Sвocпp/Д 2 (Sвоспр /Д)мин.

Для большинства приборов рабочий интервал оптических плотностей находится в пределах 0,2 — 1,7.

Фотометрическое (колориметрическое) определение окрашенных веществ основано на сравнении интенсивности окраски или светопоглощения исследуемого раствора и стандартного с известным содержанием определяемого вещества. Когда определяемое вещество не удается непосредственно перевести в окрашенное соединение, анализ проводят косвенными методами. В этих случаях используют следующие приемы:

1. Образование окрашенного соединения в результате окислительно - восстановительного взаимодействия между определяемым ионом и реагентом.

2. Обесцвечивание окрашенного соединения вследствие взаимодействия с ним определяемого иона и образования бесцветного продукта.

3. Осаждение определяемого иона осадителем и последующее определение эквивалентного количества осадителя в виде окрашенного соединения.

4. Проведение каталитической реакции (с участием определяемого иона) между двумя веществами, одно из которых окрашено или может быть превращено в окрашенное соединение (кинетические методы анализа).

Основными затруднениями при косвенных определениях являются ограниченная специфичность и различные побочные процессы. Однако в ряде случаев, особенно когда необходимо отделение определяемого иона осаждением, использование косвенных определений вполне оправданно. Кроме того, при косвенных определениях может быть достигнута более высокая чувствительность определения, так как молярный коэффициент светопоглощения в пересчете на моль определяемого вещества может достигать 300000 - 350000. Очень высокой чувствительностью обладают методы с использованием каталитических реакций.

В фотоколориметрии степень поглощения света окрашенным раствором определяется при помощи колориметров с фотоэлементами (фотоколориметров). Фотоэлемент преобразует световую энергию, проходящую через фотометрируемый раствор, в электрическую. Согласно законам фотоэффекта, сила возникающего фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент света. Следовательно, отношение интенсивности световых потоков, используемое в выражении основного закона светопоглощения, может быть заменено на равное ему отношение величин фототоков. Это и используется в фотоколориметрии, где фактически сравнивают не светопоглощение растворов, а величины фототоков.

Фотоэлементы основаны на явлении фотоэффекта, открытом Столетовым в 1888 г. Сущность фотоэффекта заключается в вырывании электронов с поверхности различных тел под действием световой энергии. Это происходит только при условии, если энергия светового кванта больше работы выхода электрона, т. е. энергии, необходимой для освобождения электрона и удаления его с поверхности данного тела hv = h·c / Aвых, (29) где h – постоянная Планка; v – частота колебаний; c – скорость света в вакууме; – длина световой волны.

Для каждого вещества существует определенная длина волны (или частота колебаний) света, называемая порогом фотоэффекта, при которой начинает наблюдаться (или исчезать) фотоэффект. Сила возникающего фототока (интегральная чувствительность фотоэлемента) зависит от длины волны падающего на фотоэлемент света и от температуры. По закону Столетова, сила фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент монохроматического пучка света.

В фотоколориметрии обычно употребляют три типа фотоэлементов: с запирающим слоем (вентильные), с внешним фотоэффектом (газонаполненные или вакуумные), с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления).

Вентильный фотоэлемент состоит из железной пластинки, на которую нанесен слой полупроводника (селена, закиси меди или сульфида серебра), покрытый тончайшей полупрозрачной пленкой катоднораспыленного металла (золота, платины, серебра или меди). Граница между полупроводником и металлической пленкой образует так называемый запирающий слой, пропускающий ток только в одном направлении – от металлической пленки к полупроводнику (на рис.10.от золота к селену). При освещении фотоэлемента электроны в полупроводнике, получив дополнительную энергию от квантов падающего света, перескакивают через запирающий слой и попадают в хорошо проводящую ток металлическую пленку из золота, платины, серебра или меди. Из металлической пленки электроны через гальванометр и железную пластинку возвращаются в первоначальное положение, т. е. в полупроводник. Таким образом, фотоэлемент преобразует световую энергию в электрическую, которая, будучи строго пропорциональна силе света, падающего на фотоэлемент, регистрируется гальванометром. Фотоэлемент позволяет достаточно точно обнаружить уменьшение интенсивности светового потока, вследствие его поглощения окрашенным раствором. В фотоколориметрии наибольшее распространение получили селеновые фотоэлементы с фронтальным фотоэффектом (рис.10.) Чувствительность селенового фотоэлемента к лучам видимой области спектра показана на рис.11.

Селеновые фотоэлементы высоко чувствительны, проявляют малую инерционность и хорошие эксплуатационные качества.

1 - железный электрод; 2 - полупроводник из селена; 3 - металлическое кольцо; 4 - электрод из тонкого слоя золота; 5 - гальванометр.

Рис.11. Спектральная кривая чувствительности селенового фотоэлемента Сернистосеребрянные (запирающий слой – сульфид серебра) и сернистоталлиевые (запирающий слой – сульфид таллия) фотоэлементы также, как и селеновые, высокочувствительны. Они используются для измерения световых потоков в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, так как чувствительны к излучению в более широкой области, чем селеновые фотоэлементы.

Наиболее распространенными фотоэлементами с внешним фотоэффектом являются кислородно – цезиевые и сурьмяно – цезиевые. Первые используются в спектрофотометрических определениях в видимой и инфракрасной областях спектра, а вторые - в видимой и ультрафиолетовой областях спектра.

Работа фотоэлементов с внешним фотоэффектом основана на переходе электронов под действием света из светочувствительного катода к аноду. Основными недостатками этих фотоэлементов являются необходимость использования внешнего напряжения и малая чувствительность, требующая обязательного применения ламповых усилителей. Однако из-за высокой чувствительности к излучению в широком интервале длин волн они применяются в наиболее совершенных приборах – спектрофотометрах.

Более удобны вакуумные фотоэлементы, которые, хотя и уступают газонаполненным в чувствительности, отличаются меньшей инерционностью и меньшей зависимостью чувствительности от приложенного напряжения.

В основе работы фотосопротивлений лежит уменьшение сопротивления вещества под действием излучения определенной длины волны. В этом случае могут применяться различные полупроводники, из которых чаще всего используются таллофид (сплав сульфида и окиси таллия), сульфид свинца и селен.

Таллофидные и сернистосвинцовые фотосопротивления более чувствительны в инфракрасной области спектра, однако применение их ограничено.

При работе с фотоэлементами следует иметь ввиду следующие обстоятельства, влияющие на точность и воспроизводимость результатов:

1. спектральная и интегральная чувствительность у фотоэлемента со временем уменьшается и при большой эксплуатационной нагрузке «старение»

фотоэлемента вызывает необходимость его замены;

2. для фотоэлементов характерно явление «утомления», т. е. уменьшение силы фототока при длительном непрерывном освещении фотоэлемента достаточно ярким светом. Поэтому для получения воспроизводимых результатов во время работы для фотоэлемента необходим «отдых», т. е. временное прекращение его облучения;

3. чувствительность фотоэлемента бывает неодинаковая по всей его поверхности, поэтому для получения воспроизводимых и точных результатов необходимо поставить так осветитель, чтобы при параллельных измерениях всегда освещался один и тот же участок поверхности фотоэлемента, причем площадь этого участка не должна быть меньше, чем 0,8 см2. Иногда равномерная освещенность фотоэлементов достигается использованием матовых рассеивателей;

4. для того чтобы наблюдалась линейная зависимость между силой фототока во внешней цепи фотоэлемента и интенсивностью падающего на него светового потока, сопротивление гальванометра должно быть по возможности малым и не должно превышать внутреннего сопротивления фотоэлемента.

Для увеличения чувствительности и точности фотометрического определения целесообразно использовать поглощение не смешанного (белого цвета), а лишь тех лучей, которые максимально поглощаются фотометрируемым окрашенным раствором. Для того чтобы из всей видимой области спектра выделить лучи определенных длин волн, на пути световых потоков перед поглощающими растворами помещают избирательные поглотители света, называемые светофильтрами. Светофильтры пропускают лучи лишь в определенном интервале длин волн с полушириной пропускания - 1/2 макс и практически полномакс стью поглощают лучи других длин волн (рис.12.) Рис.12. Спектральная кривая светофильтра ( 1/2 макс - 1/2 макс - размытость максимума пропускания).

Чем уже область максимального пропускания лучей ( - 1/2 макс) примакс меняемого светофильтра, тем выше его избирательность к лучам этого интервала длин волн. Наиболее эффективные стеклянные узкополосные светофильтры характеризуются размытостью максимума пропускания 20 - 30 нм.

В качестве светофильтров применяют цветные стекла и пленки, окрашенные жидкости и интерференционные фильтры. Например, из набора №106 цветного стекла, выпускаемого отечественной промышленностью, можно составить любой интересующий исследователя набор узкополосных светофильтров. Спектры пропускания (или поглощения) стеклянных светофильтров приводятся в руководствах к фотоколориметрам и в каталогах цветного стекла.

В настоящее время выпускаются наборы и отдельные интерференционные светофильтры (рис.13) диаметром 40 мм для длин волн 400 - 800 нм, имеющие порядка 2% от длины волны (8 - 16 нм). Наборы интерференционных светофильтров для области спектра 400 - 800 нм выпускаются с интервалом 10, 20 и 40 нм.

Светофильтры для фотометрирования выбирают, исходя из спектра поглощения определяемого вещества так, чтобы спектральная область максимального поглощения лучей окрашенным раствором и область максимального пропускания лучей светофильтром была одной и той же, т. е. максимум поглощения раствора должен соответствовать максимуму пропускания (минимуму поглощения) светофильтра. На рис.14 показаны спектральные характеристики окрашенного раствора (кривая 1) и правильно подобранного к нему светофильтра (кривая 2).

Рис.14. Кривые поглощения фотометрируемого раствора (кривая 1) и соответствующего ему светофильтра (кривая 2).

Рис.15. Кривые поглощения фотометрируемого раствора (кривая 1) и несоответствующих ему узкополосных светофильтров (кривые 2 и 3).

Фотометрическое определение получается тем точнее, чем более узкий участок спектра удаляется выделить светофильтром. Если светофильтр имеет узкую область максимального пропускания лучей, то она не соответствует области максимального поглощения света фотометрируемым раствором (рис.15), поэтому при работе с таким светофильтром точность определения получается даже меньше, чем при его отсутствии. Иногда, однако, приходится отступать от общего правила подбора светофильтра. Например, если выбранный для анализа реагент R (длина волны максимального поглощения - R) имеет окраску и поглощает свет в той же области спектра, что и анализируемое соединение (длина волны максимального поглощения комплекса к), то измерение оптической плотности раствора производят не в области максимального поглощения лучей окрашенным соединением, а в области оптимального поглощения (при опт).

Эта область соответствует той длине волны (или тому участку спектра), где достигается наибольшая разница (Д) в оптических плотностях окрашенного соединения и самого реагента (рис.16). В этом случае используют светофильтр с максимальным пропусканием лучей при опт.

Рис.16. Наложение спектров поглощения исследуемого соединения (кривая Рис.17. Спектры поглощения равновесных форм определяемого элемента:

Другим примером, требующим специального подхода, является фотометрический анализ раствора, содержащего близкие по составу равновесные формы окрашенных соединений, спектры поглощения которых аналогичны, но различаются положением максимумов поглощения. Например, измерения оптической плотности стандартных растворов основного компонента (рис.17, кривая 1) производили в соответствии с общим правилом при 1. При изменении оптической плотности исследуемого раствора при 1 в присутствии некоторого количества его равновесной формы, которая имеет максимум поглощения при (кривая 2), получаются заниженные значения концентрации определяемого элемента. В этом случае исследуемые и стандартные растворы целесообразно фотометрировать при некоторой наиболее эффективной длине волны 3, которая соответствует точке пересечения кривых 1 и 2, т. е. при фотометрировании целесообразно применять светофильтр с максимальным пропусканием лучей не в области 1, а в более эффективной области 3. При этой эффективной длине волны, называемой длиной волны изобестической точки, оба окрашенных соединения определяемого элемента имеют одинаковое светопоглощение, поэтому присутствие в исследуемом растворе равновесной формы окрашенного соединения не будет оказывать влияния на результат анализа.

В тех случаях, когда максимум поглощения раствора выходит за пределы области максимальной чувствительности фотоэлемента или отсутствуют спектральные характеристики как для окрашенного раствора, так и для светофильтра, нужный светофильтр подбирают экспериментально. Для этого приготавливают две пробы исследуемого раствора различной концентрации и измеряют их оптические плотности со всеми имеющимися светофильтрами. Затем для каждого светофильтра находят разность оптической плотности Д, соответствующую взятой разности концентрации С окрашенного раствора. Тот светофильтр, при котором абсолютное значение или разность оптической плотности Д получается максимальной, является наиболее подходящим для фотометрирования данного окрашенного раствора.

Иногда при подборе светофильтра для фотометрирования используют менее точный, но более быстрый прием - выбирают светофильтр по цвету исследуемого раствора (табл.5.) Таблица 5.Цвета растворов и соответствующих им светофильтров Характеристики широко применяемых в колориметрии светофильтров приведены на рис.18 и в табл.6.

Рис.18. Спектральные характеристики широко применяемых в колориметрии светофильтров:

Таблица 6.Спектральные характеристики светофильтров Набор светофильтров для фотометрирования окрашенных растворов должен удовлетворять следующим требованиям:

а) максимумы пропускания светофильтров должны перемещаться от фильтра к фильтру по спектру, захватывая более или менее одинаковые участки последнего;

б) светофильтр должен полностью поглощать ультрафиолетовые и инфракрасные лучи;

в) светофильтр должен пропускать лучи узкого интервала длин волн, имея при этом высокое значение коэффициента пропускания.

Общие замечания при работе с фотоколориметрами Надежность результатов измерений при работе на фотоколориметрах обеспечивается, в первую очередь, правильной установкой и эксплуатацией прибора. Измерения на фотоэлектрических приборах можно начинать через 15 - минут после включения прибора для того, чтобы установился режим накала лампы осветителя.

Большое значение для получения правильных результатов имеет чистота кювет. Кюветы должны быть всегда тщательно вымыты, желательно хранить их заполненными дистиллированной водой. Брать кюветы при измерениях можно только за боковые стенки, через которые не проходит поглощаемый световой поток.

Растворы сравнения (нулевые растворы) Измерение оптической плотности стандартного и исследуемого окрашенных растворов всегда производят по отношению к раствору сравнения. В качестве раствора сравнения можно использовать аликвотную часть исследуемого раствора, содержащего все добавляемые компоненты, кроме реагента, образующего с определяемым ионом окрашенное соединение. В том случае, когда сам реагент имеет окраску, раствор сравнения приготавливают следующим образом: к небольшому количеству дистиллированной воды прибавляют реагент и все компоненты (кроме определяемого) в тех же количествах, что и при приготовлении окрашенных растворов определяемого вещества. Затем раствор доводят водой до требуемого объема и перемешивают. Если добавляемый реагент и все остальные компоненты раствора сравнения бесцветны и, следовательно, не поглощают лучей в видимой области спектра, то в качестве раствора сравнения можно использовать дистиллированную воду.

При небольшом избытке реагента оптические плотности растворов окрашенного комплекса и чистого реагента целесообразнее измерять отдельно по отношению к чистому растворителю и затем косвенным приемом определять оптическую плотность Д, обусловленную поглощением только анализируемого комплекса.

Выделение определяемых компонентов из разбавленных растворов и отделение их от мешающих элементов при анализе веществ высокой степени чистоты производят обычно химическим путем с помощью различных реактивов, посуды, аппаратуры. Хотя для этих целей, как правило, применяют специально очищенные реактивы и дважды перегнанную воду, все же они могут содержать определяемую примесь, а стеклянная и кварцевая аппаратура тоже частично растворяется под действием кислот, щелочей и т.д. Поэтому при фотометрических определениях микропримесей элементов всегда проводят холостой опыт, т. е. проделывают все те же операции с реактивами только без анализируемого вещества. Обычно в полученном растворе почти всегда обнаруживают какое – то количество искомого вещества. Эту поправку на холостой опыт вычитают из полученного результата анализа. Для достижения высокой чувствительности необходимо, чтобы поправка на холостой опыт была значительно меньше определяемого количества примеси.



Pages:   || 2 |


Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ им. И.М. СЕЧЕНОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОСЛЕДИПЛОМНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПРОВИЗОРОВ КАФЕДРА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И РЕАЛИЗАЦИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ Столыпин В.Ф., Гурарий Л.Л. ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ Под ред. член-корр. РАМН, профессора, Береговых В.В. Рекомендуется Учебно-методическим...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ХИМИИ ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ОСНОВЫ БИОХИМИИ Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине Органическая химия и основы биохимии для студентов специальности 240406 Технология химической переработки древесины заочной формы обучения и...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова КАФЕДРА ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Методические указания для подготовки дипломированного специалиста по направлению 655000 Химическая технология органических веществ и топлива специальности 240406 Технология...»

«Департамент образования города Москвы Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования города Москвы Московский городской педагогический университет (ГОУ ВПО МГПУ) Институт естественных наук Химико-биологический факультет В.А. Калявин, М.Е. Миняев Органическая химия в вопросах и ответах (Часть I) Учебно-методическое пособие для студентов Химикобиологического факультета Института естественных наук ГОУ ВПО МГПУ, обучающихся по специальности 050101.65 Химия. Москва...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра Машины и оборудование лесного комплекса УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ для специальности 220301 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) Сыктывкар...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 220700.65 Автоматизация технологических процессов и производств всех форм обучения...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный медицинский университет Министерство здравоохранения Российской Федерации Биохимическая практика Методические рекомендации для студентов Волгоград, 2014 г. Рецензенты: зав. кафедрой внутренних болезней педиатрического и стоматологического факультетов, д. м. н., профессор М. Е. Стаценко; профессор кафедры молекулярной биологии и генетики ВолгГМУ, д. м. н., профессор В.С....»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный медицинский университет Министерство здравоохранения Российской Федерации Лаборантская практика Методическое рекомендации для студентов Волгоград, 2014 г. Рецензенты: Зав. кафедрой гистологии, эмбриологии, цитологии, доцент, к. м. н. В. Л. Загребин; профессор кафедры молекулярной биологии и генетики ВолгГМУ, д. м. н., профессор В. С. Замараев Авторы: д. м. н., профессор О. П....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (филиал) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 110302 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства...»

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Химический факультет Кафедра физической химии Методические указания к лабораторной работе по спецкурсу Физическая химия кристаллов полупроводников Выявление микродефектов в монокристаллах Si методом дефект-контрастного травления для студентов специальности 1-31 05 01 Химия (по направлениям) направление специальности: 1-31 05 01-01 Химия (Научно-производственная деятельность) утверждено на заседании кафедры физической химии 01 нобря 2011 Протокол № 4 зав....»

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ГОУ ВПО ИГМУ Росздрава) Илларионова Е.А., Сыроватский И.П., Тыжигирова В.В. Учебное пособие по фармацевтической химии для студентов 4 курса заочного отделения фармацевтического факультета ОБЩИЕ И ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ № 1, № 2 и № 3 Иркутск – 2008 Авторы учебного пособия для студентов 4 курса заочного отделения фармацевтического факультета...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ОСНОВЫ БИОХИМИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра органической, физической и коллоидной химии ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ студентам-заочникам по специальности 310800 Ветеринария Краснодар 2009 2 УДК 574 (076.5) Составители: ст. преподаватель Макарова Н.А. д.х.н., профессор...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200.62 Защита окружающей среды всех...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 250000 Воспроизводство и...»

«1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСУ ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ С ПРИМЕРАМИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫМИ ЗАДАНИЯМИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА 1.ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Перед выполнением контрольных заданий следует изучить соответствующие темы в учебниках: программа курса содержит все необходимые для этого указания. Краткий конспект курса, имеющийся в пособии, будет полезен при повторении материала и сдаче зачёта. При выполнении контрольной...»

«Э.К. Артёмова, Е.В. Дмитриев ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Рекомендовано Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области физической культуры в качестве учебного пособия для образовательных учреждений высшего профессионального образования, осуществляющих образовательную деятельность по направлению 032100 Физическая культура УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 А86 Рецензенты: С.И. Нифталиев, заведующий кафедрой общей и неорганической химии...»

«МИНИСТРЕСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА МЕДИЦИНЫ КАТАСТРОФ Методические указания для выполнения контрольной работы студентами заочного отделения 3 курса фармацевтического факультета по дисциплине Безопасность жизнедеятельности. Медицина катастроф Волгоград – 2013 г 1 Методические рекомендации Контрольная работа является индивидуальной обязательной формой контроля самостоятельной внеаудиторной работы студента заочного...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики ГИДРО- И ПНЕВМОАВТОМАТИКА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 220200.62 Автоматизация и управление и специальности 220301.65...»

«МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДООЧИСТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ Студент Еникеев К.Б. д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербургский государственный аграрный университет Санкт-Петербург, Росcия RESEARCH TECHNIQUE OF WATER TREATMENT WITH THE USE OF MEMBRANE TECHNIQUES Enikeev K.B. Bezzubceva M.M. St. Petersburg State Agrarian University St. Petersburg, Russia Учебно-методическое пособие для бакалавров, обучающихся по направлению Агроинженерия Цель работы: 1. Ознакомиться с процессом...»














 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.