Оптикалық әдістер

Мазмұны

1. КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1

2. ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

2.1. МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ ЭЛЕКТРОНДЫҚ СПЕКТРЛЕРІНІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...2

2.2. АСПАН ҚҰРЫЛЫСЫНЫҢ ПРИНЦИПІ МЕН ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ ... ... ... .5

2.3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯЛЫҚ ӘДІСІНІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ ... ... ... 7

2.4. ТҮСТІ ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ ОПТИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ ... ... ... ... ...7

2.5. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯЛЫҚ ӘДІС ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ, ЖАРЫҚ СҮЗГІСІН ТАҢДАП АЛУ ... ... ... ... ... ...10

2.6. БУГЕР.ЛАМБЕРТ.БЕР ЗАҢДЫЛЫҒЫНАН АУЫТҚУШЫЛЫҚ ... ... ...12

3. ЗЕРТТЕУ БӨЛІМІ.

3.1. ЖАРЫҚ ЖҰТЫЛУЫНЫҢ ИНТЕНСИВТІЛІГІН ӨЛШЕУ АРҚЫЛЫ ЕРІТІНДІ КОНЦЕНТРАЦИЯСЫН АНЫҚТАУ ... ... ... ... ... ... ... ..13

3.2. КОЛОРИМЕРТРИЯЛЫҚ ӘДІС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13

3.3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯ ӘДІСІН ЕРІТІНДІ КОНЦЕНТРАЦИЯСЫН АНЫҚТАУДА ПАЙДАЛАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... 21
КІРІСПЕ

ОПТИКАЛЫҚ ӘДІСТЕР.
ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЯ НЕГІЗДЕРІ.

Молекуларлық абсорциондық спектроскопия заттардың электромагниттік сәулеленуінің жұтылуы негізінде құралады. Фотондардың жарық жұтуына байланысты абсорбциондық, ультракуүлгін, инфрақызыл, рентгендік, микротербелістік облыстарда қарастырылады. Спектроскопияны көрінетін және УК-облыстарында спектрофотометрия деп атайды. Бұл облыстарда фотондардың энергиясы молекулалардың бір энергетикалық деңгейден екіншісіне ауысыға жеткілікті болады. Негізінде, молекулалардың энергиясының өзгеруіне электрондық ауысым әсер етеді. Бірақ молекулада таза электрондық ауысым жүрмейді, ол өзгермелі және қозғалмалы энергияларының өзгеруімен қатар жүреді. Сондықтан молекулярлық жұтылу спектрі көптеген спектрлік сызщықтардан тұрады. Жақын энергиялы сызықтар жұтулудың бір жолағына жиналады. Молекула қайтадан өзінің қалпына келгенде, жұтылған энергияны жылу түрінде жоғалтады. Молекулалардың аздығынан бұл жылу сәулелік жүйеге әсер етпейді.

1. ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ.
1.1 МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ ЭЛЕКТРОНДЫҚ СПЕКТРЛЕРІНІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ.

Молекуланың ішінде көршілес электрондық деңгейлердің арасында ауысулар болу үшін сәйкес келетін кванттардың жиілігі сәулеленудің көрінетін және ультракүлгін (УК) диапазонына сәйкес келетіндей болуы қажет, ал олардың энергиясы химиялық байланыстың диссоциация энергиясынікі сияқты реттелікте болуы керек, яғни УК-фотон молекуланы бұза алатындай болады. Бірақ, көп жағдайда, осындай фотонды жұтқан молекула негізгі күйге әртүрлі фотофизикалық процестердің әсерінен ауысады, ал конденсацияланған фазаларда қозған молекуланың артық энергиясы бүкіл бөлшектер ұжымына тез таралып шашырайды. Электрон спектрлерінің түріне тербелмелі және айналмалы еркіндік дәрежелері күшті әсер етеді, себебі олар электрон ауысуларымен бір мезгілде қозады. Сондықтан белгілі электрондық ауысуға сәкес келетін бір сызықтың орнына, тербелмелі ауысу сызықтарының орнына, тербелмелі ауысу сызықтарының үлкен сериясы пайда болады, ал осылардың әрқайсысы молекулалардың айналуымен түсіндірілетін күрделі жіңішке құрылымнан тұрады. Бір электрондық ауысуға сәйкес келетін әртүрлі тербелмелі және айналмалы сызықтардың толық жиынтығы бір спкетрлі жолақты береді. Мұндай жолақтарды газ спектрлерінде бақылауға болады.
Молекулалардың өзара және еріткішпен әсерлесуі нәтижесінде ерітіндінің жұтылу спектрінде жіңішке құрылым байқалмайды, бірақ кейде жеке тербелістерге сәйкес келетін максимумдар көрінеді. Электрондық ауысу
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР.




1. Е.Н.Дорохова, Г.В.Прохорова “Аналитическая химия физико-химические методы анализа” Москва “Высшая школа” 1991 год

2. З.А.Мансуров, Б.Л.Калесников “химиядағы физикалық зерттеу әдістері”. Алматы “Қазақ университеті” 2002 жыл


3. Өтебаев “Химия” 4 том Шымкент 2001

4. А.П.Крешков “Основы качественного, каличественного анализа” Москва 1976 год


5. В.Н.Алексеев “Каличественный анализ” Москва 1972 год
        
        ОПТИКАЛЫҚ ӘДІСТЕР
ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЯ НЕГІЗДЕРІ.
Мазмұны
1. КІРІСПЕ..................................................1
2. ӘДЕБИЕТтік ШОЛУ
2.1. ... ... ... ТЕОРИЯЛЫҚ
НЕГІЗДЕРІ.......................................2
2.2. АСПАН ҚҰРЫЛЫСЫНЫҢ ... МЕН ... ... ... ... ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ............7
2.4. ТҮСТІ ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ ОПТИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ...................7
2.5. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯЛЫҚ ӘДІС ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ, ... ... ... ... ... АУЫТҚУШЫЛЫҚ...........12
3. ЗЕРТТЕУ БӨЛІМІ.
3.1. ЖАРЫҚ ЖҰТЫЛУЫНЫҢ ИНТЕНСИВТІЛІГІН ... ... ... АНЫҚТАУ..............................13
3.2. КОЛОРИМЕРТРИЯЛЫҚ ӘДІС......................................13
3.3. ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯ ӘДІСІН ... ... ... ... ... ... ... спектроскопия заттардың электромагниттік
сәулеленуінің ... ... ... Фотондардың жарық жұтуына
байланысты абсорбциондық, ультракуүлгін, инфрақызыл, ... ... ... ... ... ... спектрофотометрия деп атайды. Бұл облыстарда фотондардың
энергиясы ... бір ... ... ... ... ... ... молекулалардың энергиясының өзгеруіне
электрондық ауысым әсер етеді. Бірақ ... таза ... ... ол ... және ... энергияларының өзгеруімен қатар
жүреді. Сондықтан молекулярлық ... ... ... спектрлік
сызщықтардан тұрады. Жақын энергиялы сызықтар жұтулудың бір жолағына
жиналады. Молекула қайтадан ... ... ... ... ... ... жоғалтады. Молекулалардың ... бұл жылу ... әсер ... ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ.
1. МОЛЕКУЛАЛАРДЫҢ ЭЛЕКТРОНДЫҚ СПЕКТРЛЕРІНІҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ.
Молекуланың ішінде ... ... ... арасында
ауысулар болу үшін сәйкес ... ... ... ... және ... (УК) ... сәйкес келетіндей болуы
қажет, ал ... ... ... ... ... ... реттелікте болуы керек, яғни ... ... ... ... ... көп жағдайда, осындай фотонды жұтқан
молекула негізгі ... ... ... процестердің әсерінен
ауысады, ал конденсацияланған ... ... ... ... ... ... ұжымына тез таралып шашырайды. Электрон
спектрлерінің түріне тербелмелі және айналмалы ... ... ... ... себебі олар электрон ауысуларымен бір ... ... ... ... ... ... ... бір сызықтың орнына,
тербелмелі ауысу сызықтарының орнына, тербелмелі ауысу сызықтарының ... ... ... ал ... ... ... айналуымен
түсіндірілетін күрделі жіңішке құрылымнан ... Бір ... ... ... әртүрлі тербелмелі және айналмалы сызықтардың ... бір ... ... береді. Мұндай жолақтарды газ спектрлерінде
бақылауға болады.
Молекулалардың өзара және ... ... ... ... спектрінде жіңішке құрылым ... ... ... ... сәйкес келетін максимумдар көрінеді. Электрондық ... ... ... ... ретінде алкандарда ерітілген
ароматтық көмірсутектердің спектрлерін қарастыруға болады.
Электрондық ... ... дәл ... тек ... ... үшін ғана мүмкін бола алады. Ал
негізінде спектроскопияның осы түрі электрондық ... ... ... бірнеше атом ядроларын қоршаған ортаның түріне ... ... таза ... ... ие ... Теориялық
модельдер бір электрондық жақындастырумен ғана ... ... ... негізгі сапалы шешімдерді өзгертпейді.
Молекулалардың спектрлі қасиеті олардың ... ... ... ... ... Қарапайым байланыс түзетін
электрондар σ-электрондар деп ... қос ... ... - ... деп аталады. Сонымен қатар, егер ... ... ... және тағы ... ... жұбы бар ... атомдары
бар болса, онда n-электрондар деп аталады.
Валенттік электрондардың осы үш ... ... ... ... : n
С = ... : ... ... ... ... ... ... МО АОСК
әдісін қолданады, яғни осы ... ... ... бір ... - ... орбитальдардың (МО) - ... ... ал МО, өз ... ... орбитальдардың сызықты
комбинациясы (АОСК) түрінде жазылады. ... ... алып ... орбитальдар σ мен π және атомдардың бөлініп ... ... ... ... ... ... σ* мен π*
болып бөлінеді. Химиялық байланыстың ... ... ... электрондары байланыстырмайтын орбитальдарды n түзеді.
1-суретте фомальдегидтің МО ... ... ... ... ... ... суреттің астыңғы бөлігіндегі МО
орналасқан. Ең төменгі ... - үш ... ... ... - үш ... σ-орбитальдар болып табылады. Сонымен
қатар байланыстыратын және антибайланыстыратын ... және ... ... ... жұбы ... екі байланыстырмайтын n-
орбитальдары болады. ... ... ... ... ... және ... орбитальдары толық болады, яғги
олардың әрқайсысына екі ... ... ... ... ... ең ... байланыстырмайтын n-орбиталь.
Электрондық ауысулар байқалатын электр магниттік спектрлердің
оптикалық облысын келесі диапозондарға бөледі: ... ... (1200÷ ... ... облыс (750 ÷ 390 нм); жақын УК-облыс (390 ÷ 240 нм); ... ... нм); ... ... (180÷90 нм). ... аталу себебі толқын ұзындығы 180 нм төмен ... ... ... ... жұта ... ал 160 нм ... ... кезде азот
жұтады, сондықтан осындай диапазонда зерттеу жұмыстарын жүргізу ... ... ... қолданылады.
Электрондық ауысулардың бірнеше түрі бар. Негізгі күйдегі
байланыстыратын орбитальдан энергиясы жоғары бос ... ... ... π→π*. σ→σ* ... ... ... ... π→π* ауысулары 180 нм және ... ... ... ... ... деп атайды, олар жұту интенсивтілігінің
жоғары болуымен ерекшеленеді. σ→π* және π→σ* ... ... ... ... ... тысқары жатқан алыс УК-
облыста орналасады.
Байланыстырмайтын орбитальдардан ... ... ... орбитальға ауысулар болуы мүмкін, яғни n→σ* және ... n→σ* ... ... жұту ... ... ие ... және алыс (кейде - жақын) УК-облыстарда байқалады.
n→π* ... ... ... ... ... жақын УК және
көрінетін облыстарында ... ... ... ... әлсіз болады және оларды көбіне R-жолақтар деп ... ... ... ... орбитальдардан молекулалық иондардың
түзілуіне алып келетін, энергиясы жоғары орбитальдардың бірнеше ауысуына
сәйкес ... ... ... ... УК және ... ... жұтылуы, сонымен,
молекуладағы қанықпаған байланыстар мен бөлінбеген электрон жұбы бар
атомдардың болуымен түсіндіріледі. ... ... алып ... ... ... деп аталады. Құрамында бірдей хромофорлары бар бірқатар
белгілі қосылыстар үшін спектрдегі орналасу жағдайы мен ... ... ... ... ... ... ... түрінде
дәлелденді. Мысалы, корбонилды хромофорлар үшін >С=О деңгейлер жүйесі
ұқсас болады, яғни ... ... ... σ -, π - , n
- , σ* - және π* - ... ... бірақ әртүрлі қосылыстар
молекуласы үшін дәл сәйкестік болмайды. 1-кестеде ... ... ... ... ... және n→π* ... эмпирикалық идентификациялау
әдісі заттардың ... ... ... ... ... ... үшін ... полярлығының өсуімен К-
жолақтар толқынның ұзын жағына қарай ... ... ... үшін жұтылудың К-жолағы кері қарай ығысады). Жұтылу жолағының
толқынның ұзын бөлігіне қарай ығысуын ... ... деп ... ... ... ығысуы - гипсохромдық ығысу деп аталады.
n→π* ауысулар үшін ... ... ... ... ... ... гипсохромдық ығысу байқалады,
сонымен қатар ығысудың шамасы К-жолақтарына қарағанда көп ... ... ... 270÷300 нм ... ... ... алифаттық
альдегидтер мен кетондарға сәйкес келеді. Осы ... ... ... да, ... топтың ішкі ... да ... ... ... ... ерітілген ацетонның
жұтылу жолағының максимумы 279 нм ... ... ... ... ... 264,5 нм ұзындықта байқалады. Сол ... ... ... → ацетон → сірке қышқылының
хлорангидриді ... ... яғни ... ... өсуіне қарай, жұтылу жолағының ... 293,4; ... нм ... ... және осы ... ... ... болады.
1-кесте
Кейбір қарапайым хромофорлардың жұтылу жолақтарының максимумдарының
орналасуы.
|Хромофорлар ... |λmax нм ... ... | | ... |CH3Cl |173 ... |CH3Br |204 |
|I |CH3I |259 |
| | | |
|N |CH3NH2 |215 |
| | | |
|O - |CH3OH |184 |
| | | |
|S - ... |210 |
| | | ... ... | | ... |R2C=CHR |173-189 ... |RS=CR1 |187-191 ... ... |225 |
| | | ... ... | | ... |CH3CHO1 |294 ... ... |665 ... ... |340 ... ... |504 |
| | | ... - ... ... ... ... 2 (C2H5)2О-та ерітілген
ерітінді.
3C2H5OH-та ерітілген ерітінді. Қалғаны газ тәріздес ... ... ... ... ... ... ... электрон қозғалысының еркіндігін арттыратын еріткішпен
әсерлесуімен ... ... ... ... ... ... галогеннің электрондық бұлтының
полярлану дәрежесінің ... ... ... ... n→π* ауысуларда
бөлінбеген жұп тұрақтанады, яғни ... ... ... n-
орбиталь сольваттану немесе еріткіштің молекуласымен ... ... ... ... ... ... ... неғұрлым күшті болса,
күйлер энергиясының айырым ∆Е ... ... және ... ... ... ... жиілігі соғұрлым жоғары болады.
Молекуланың ... ... ... ... деп бөледі. Жекешеленген хромофорлардың С=C, C=O, N=N,
N=O ... бір ғана қос ... бар. ... хромофорларға
қосарланған қысқа байланысы бар ... ... ... ... ... көп ... жинақталуы олардың
жұтылу интенсивтілігінің артуына және жолақтардың ұзын ... ... ... ... С=С ... ... 30-40 нм) ... келеді. Егер молекулада бірнеше хромофорлар ... онда ... ... ... ... ... хромофорлар тура
байланысқан ... ғана ... ... ... Екі хромофордың
ортасында метилен тобының болуы ... ... ... ал егер ... екі ... одан да көп ... ... онда қосарлану жоғалады. Ол кезде спектр құрамында ... бар ... ... ... суммасы түрінде
болады.
Молекуланың химиялық ... ... ... ... ... ... электрон спектрлерінің өзгеруімен
бейнеленеді, осыған ... ... ... туралы бағалы ақпарат
алуға болады. Бірақ мұндай ... ... ... ... ... үшін ... жазылған жұтылу шыңдарының
ені кең ... ... ... ... ... ... сол
облыста жұтатын қоспалардың әсерінен бұзылып ... ... ... ... ... тұрғандай, УК-облыста жұтылудың спецификасы төмен
болады, яғни көптеген хромофорлардың ... ... ... ... ... ... алмастыратын (ЗА)
ауысулар қарастырылады. Мұндай ауысуларға ... бір ... ... ауысулар жатады. Молекула ішінде заряд ... және ... ... ішінде заряд алмасатын (КЗА) ауысулар
болып екіге бөлінеді. МЗА ауысулар ClO4- , SO42- , MnO4- , CrO42- ... ... ... байқалады. Электрон оттегінің байланыстырмайтын
орбиталімен (немесе байланыстыратын ... ... ... ... Mn немесе Cr орбиталіне ауысып, ... ... КЗА ... екі ... ... ... бір ... бөлшекті береді, яғни электрон ... ... ... ... ... ... немесе жаңа бөлшек пайда ... КЗА ... ... ML6
типтес ауыспалы металдардың октаэдрлік кешендеріне сәйкес келеді (M -
металл, L - ... ... ... толыққан σ-орбиталінен
(немесе π-орбиталінен) ... ... ... ... ... ... лигандтар үшін M→L ... КЗА ... ... ал ... ... металдардың байланыстырмайтын және бос
(қопсытқыш) d-орбитальдары арасындағы ... ... және ... ... ... облыста) d-d-ауысулар болып табылады. Заряд
алмастыратын ауысуларға ... ... ... жоғарғы
интенсивтілікпен сиапатталады.
2.2 АСПАП ҚҰРЫЛЫСЫНЫҢ ПРИНЦИПІ МЕН ТАЛДАУ ӘДІСТЕРІ.
УК-облысындағы ... ... ... ... мен ... істеу принципі жұтылудың ... ... ... ... ... ... ... жағдайда екі сәуле көзі қолданылады: вольфрам жібі
бар қызатын лампа (360 ... ... ... ... немесе дейтеримен
не сутегімен толтырылған доғалық разряды бар лампа (УК-облыс ... ... ... ... ... монохроматордың кіретін саңлауына
фокусталады. Барлық оптикалық ... ... ... элемент ... ... ... ... шығатын саңылауына спектрдің қажетті жіңішке жолағы
түсетіндей болып осі ... ... ... ... ... фотоэлемент қолданылады. Монохроматордан шыққан сәуле тербелетін
айна арқылы интенсивтілігі бірдей екі ... ... бір ... ... ... ... - ... бар кюветадан өтеді.
Айналатын диафрагма салыстыру сәулесін және үлгі ... ... ... ... осы ... ... кюветалар арқылы
детекторға кезекпен өтіп ... ... ... ... екі
каналға бөлінеді. Арнайы сызбаның міндеті - ... ... ... қажет (монохроматордың шығатын саңлауының ені ... ... ... ... үлгі ... ... өткен
жарық сәулесінің өткізу дәрежесінің салыстыру кюветасы ... ... ... ... ... ... ... оптикалық тығыздығы
тіркеледі. УК-спектрофотометрінің ең жақсы үлгілері ... 850 ... ... ... 200 нм-ден төмен спектрлерді түсіргенде осы
облыста оттегі мен су ... ... ... болдырмау үшін
монохроматор мен ... ... ... кезінде құрғақ азотпен
үрлеп отырады.
Жұтылудың ... ... ... ... өте сезімтал болады, сондықтан оларды сандық ... ... ... екі ... ... ... ... толқын ұзындығы) және ... ... ... ... ... яғни ... ... максимумы мен олардың интенсивтіліктері. Абсорбциялық
спектроскопияның басқа түріндегі ... ... ... ... ... заңы ... және ... түрі келесі
түрде бейнеленеді:
А= εcl
Конденсацияланған фазаларда жолақтарының ... ... ... ... ... ... спектрдің орналасуы да,
жұтылуы жолақтарының құрылысы сипаты де ... ... ... келесі талаптар қойылады: ол қажетті ... ... ... әсерлеспеуі қажет, химиялық тұрақты және
спектрлі таза болуы ... ... ... ... ерітінділерінің жоғарғы
концентрациясына, сонымен қатар ... және ... ... ... (ассоциация, сутектік байланыстар) ... ... Бер ... ... ... мүмкін. Ауытқулар монохроматтардың
қиып өтетін толқын ... аз ... ... ε шамасы ... ... ... ... ... Мұндай жағдайларда, яғни оптикалық
тығыздықтың концентрациядан сызықты ... ... ... градуирленген
график құрылады.
Көп компонентті қоспаларды ... ... ... ықтимал. Егер жолақтардың қабат түсуі жоқ болса, онда ... Ал егер ... ... ... онда екі жуықтау қолданылады. Егер
λ1 толқын ұзындығы үшін Бугер-Ламберт-Бер заңы ... ... ... ... яғни ... ... ... келесі теңдік орындалады:
Аλ1 = ίΣελ1c1
Осындай теңдеуді басқа ... ... үшін ... ... ... мен ... ... бірдей болған
кезде теңдеулер жүйесін шешуге болады. ... ... ... жасанды
қоспа дайындалып, концентрациясы өзгертілуі арқылы қоспа спектрі ... ... ... қол ... ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯ ӘДІСІНІҢ ТЕОРИАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
Элоктромагниттік толқындарды пайдаланып зат құрамын және ... ... ... ... деп ... Осы ... ішінде толқын аймақтарына қарай ... ... ... ... ... ... көрінетін жарық аймағын қарастыралық. ... ... ... зат ... ... анықтау колориметриялық талдау
әдісінің негізін құрайды. Колориметрия ... ... ... ... ... деп атауға да жол ашты.
Колориметрия және ... ... ... ... деп ... ... ... 400 750 нм 2500 ... – зат ... ... сәуле толқынын
жұтуын негізге алып, оның құрамы мен құрылымын ... ... ... түрінде жиі қолданылады.
Фотоколориметрия – зат молекуласының көрінетін жарық ... ... ... ... ... жасауға негізделеді.
Спекрофотометрия және фотоколориметрия әдістері фотометрия әдісі деп
біріктіріледі.
Ультракулгінді ... ... ... ... ... ... ... түрлі-түсті ерітінділердің құрамын
анықтауды қарастыралық.
2.4 ТҮСТІ ЕРІТІНДІЛЕРДІҢ ОПТИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ.
Жарық сәулесін нақты бір түске боялған ... ... ... ... ... І0 – ... ... Жарық сәулесі
ерітінді бойында жұтылады, шағылады. Еріген зат ... ... ... ... сәулесінің шашырауын есепке алайық.
Демек,
І0 = Іадс. + І.
Мұндағы ...... ... ... ... инвенсивтілігі;
І – ерітінді бойынан шыққан сәуле инвенсиятілігі
Зат бойынан жарық ... өту ... ... Бугер-Ламберт заңдылығы сипаттайды. Заң мәнін түсіну үшін мына
бір мәселені қарастырып өтелік. Қалыңдығы ... ... ... ... ... ... сәуле инвенсивтілігін 100% немесе 100 ... ... ... ... сәйкес бірінші пластика сәуленің 50%-
ін, екінші шыққан сәуленің 50% ... ... саны ... сайын,
оның бойынан шыққан ... ... де ... 50% ... ... (7.1-сурет).
Демек, түскен сәуле интенсивтілігі мен сәуле өтетін дене қабатының
қалыңдығы арасында белгілі ... бар. Бұл ... ... ... = І0. . е -k ... І0 – түскен сәуле интенсивтілігі;
І – зат ... ... ... ...... ... ... коэффициенті;
l – жарық сәулесі түскен зат қабатының қалыңдығы.
Берілген 7.1 теңдігін логарифмдесек, сызықтың теңдеу түрін аламыз,
яғни:
Іn І = ІnІ0 – ... ... ... түрлендірулер жасалық.
Іn І - ІnІ0 = – ... І/І0 = – k1l. ... Іn І0/І = ... І/І0 = Т – ... ... ... ... немесе
өткізгіштік (пропускание) деп аталады.
Ондық логарифм жүйесіне көшейік 3 өрнек былай жазылады:
Іg І0/І = ... = A деп ... ... ... ... = k l. ... А – ... ... ... көп ... ерітінділер қолданылады.
Бер заңдылығы ерітінділердің сәуле энергиясын жұтуын сипаттайды.
Жарық энергиясын ерітінділердің жұтуы ерітінді ... ... = Е ` C. ... Е – ... ... ... коэффиценті;
С – ерітіндінің молярлы концентрациясы.
Егер, С = 1 моль/л ... К = ... Е – ... ... шамасын сипаттайтын ерітіндінің молярлы
абсорбциясын білдіреді.
Сонымен Бугер – Ламберт – Бер ... деп атап ... ... ... ... = Е С ... = 100 І = 50 І = 25 І = ...... ... мөлдір пластикалардан өткендегі сәуле ... ... ... ... 6 теңдігі өзіміз жоғарыда талдаған 4 ... К ... 5 ... оң ... ... ... койғаннан шығады.
Берілген 6 теңдігін ерітінділер концентрациясын ... ... және ... ... жиі пайдаланады.
Концентрация мәні С1, ерітінді қабатының қалыңдығы l1 болсын. Бұл
жағдайда 6 ... ... ... = Е . Сl . ... ерітіндіні сұйылтатын болсақ, концентрация мәні С2 ... ... ... l2 ... ... = Е . С2 . l2.
Еріген зат мөлшері өзгермегендіктен, яғни сәулені ... ... ... саны ... = А2 ... Е . С1 . l1 = Е . С2 . ... 7.7 ... ... ... ... мәні ... ... осындай ерітіндінің мәнін анықтауға болады, яғни:
Е . С1 = l1 = Е . С2 . l2 ; С1 . l1 = С2 . l2. ... ... = ... ... ... ... ... оның 5 –90% шамасы жұтылады.
Осы шамаларды ескере отырып, жұтылудың төменгі және жоғарғы шегін анықтауға
болады.
Жұтылудың төменгі шекті мәні (5% қана ... 95% ... = lg l0 l = lg 100 95 = ... ... ... мәні (10% қана өтті, 90% жұтылды);
AЖ = lg 100 10 = 1.
Ерітіндідегі ... ... ... ... = AЖ / (Е . ... ... ... заттың максимальді концентрациясын да есептеуге
болады:
Сmax = AЖ / (Е . ... ӘДІС ... ... ... АЛУ
Зат жарық сәулесін жұтпайтын болса түссіз болады. Жарық сәулесін
толық жұтатын дененің түсі қара болады. Жарық сәулесінің ... ... ғана ... ... ол ... болып келеді.
Жарық сәулесінің толқын ұзындығы ерітінді түсіне сәйкес келетін
толқын ұзындығынан ... ... ... жұтлады. Жарық сәулесінің белгілі
бір толқын ұзындығын алу үшін жарықсүзгілері (светофильтры) пайдаланылады.
500 ...... ... ... сызықтары
1 – жарықсүзгісі үшін
2 – түсті ерітінді үшін
Жарық сүзгісі дегеніміз түсті шыны ... ... ... ... ... жұқа ... пластикалар.
Жарықсүзгісінде ең аз жұтылатын сәуле ерітінді бойында мейлінше мол
жұтылады (2-сурет).
Жарықсүзгісін ... алу үшін ... ... толқын
ұзындығына тәуелділік сызығы келтіріледі (3-сурет). ... ... ... берілсін. Ұяшыққа құйылған қызыл ерітіндіге түсетін сәуле жолына
кезекпен көк, жасыл, ... ... ... ... қоямыз. Жарық
көзінен шыққан полихроматты сәуле (түссіз жарық) белгілі бір рең – түсі ... ... сол ... ... ... ... түсті жарықсүзгісінен кейін жасыл, сарыдан соң сары
сияқты түсті ... ... ... осылайша, жарықсүзгілерін алмастыра
отырып, абсорбциялану ... ... ... Қарастырып отырған
жағдайымызда қызыл түсті ... ... көк ... ... Көк ... ... ... мейлінше мол жұтылады (көк
түске сәйкес келетін ... ... ... ... ... келетін толқын
ұзындығынан алшақтау жатыр).
А
көк ... сары ... ... ... ... үшін ... жасыл сары ...... ... және ... иондары бар ерітінділер үшін жұтылу
спектрі
Жұтылу 90% орын асып. Абсорбцалану шамасын есептелік.
100
Акөк = lg = ... ... ... ... сәуленің қызыл ерітіндіде 70%
жұтылады. Бұл орайда абсорбциялану шамысы төмендегіше анықталады:
100
Ажасыл = lg = ... ... ... ... сары ... ... ... бойында
30% жұтылады.
100
Асары = lg = ... ... ... ... ... ... қызыл ерітінді
бойында шамамен 5% қана жұтылады. Демек, абсорбциялану шамасы:
100
Акызыл = lg = ... ... ... ... ... ... 7.3 ... болады.
Жарықсүзгісін іс-жүзінде таңдап алу үшін, стандартты ерітіндінің
максималды концентрациясын алады. Осы ... үшін ... ... ... ... ... анықтайды. Мұнан соң “абсорбция” –
толқын ұзындығы арасындағы тәуелділік тұрғызылады.
Жарықсүзгісінің қайбірінде ... мәні ... ... ... талдауға пайдаланады.
Енді, ерітінді бойында екі түрлі түсті иондар бар ... ... ... ион үшін ... ... ... ... жүзеге
асырамыз.
Бірінші түсті ион үшін екінші түсті ионға абсорбцияланудың кіші мәні
сәйкес келетін жарықсүзгісін пайдаланады.
Мысалы, ерітіндіде Со2+ жене Ni2+ . ... ... ... ... ... ... даярлап, оның максималды концентрациясы үшін
жоғарыдағыдай ... ... ... ... соң ... ... үшін ... мәліметтері алынады да 4 – суреттегідей тәуелділік
тұрғызылады.
Суреттен көріп отырғанымыздай кобальт ... ... ... ... ал никель иондарын анықтау қызыл түсті жарықсүзгісінде
(Со2+ ионы үшін абсорбция ... ... ... ...... – БЕР ... ... заңдылықтан ауытқушылықты – шын мәніндегі (истинная) және
“көрінетін” (кажущаяся) болып екіге бөледі.
Шын мәніндегі ауытқушылық – жарық жылдамдылығы мен ... ... ... ... ... ... ... өзгерісіне
байланысты болады.
Ерітінді концентрациясы артқан сайын ерітіндінің жарық сәулесін
сындыруын ескеру, яғни жұтылу – абсорбция шамасын n /(n2 + 2)2 ... ... ... n – ... жарық сындыру көрсеткіші.
Ал келтірілген заңдылықтан “көрінетін” (кажущая) ауытқу себептеріне
төмендегілерді жатқызуға болады:
- Жарықсүзгілерін пайдаланғанда ... ... ... ... Ерітінді құрамының, түсінің өзгеруі;
- Ерітінді бойында рІ І мәнінің өзгерісі.
3 ЗЕРТТЕУ ... ... ... ... ... ... КОНЦЕНТРАЦИЯСЫН АНЫҚТАУ
3.2 КОЛОРИМЕТРИЯЛЫҚ ӘДІС (ВИЗУАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ)
1. Стандартты ерітінділер әдісі (метод стандартных серий). ... ... ... ... етіп ... ... анықтауға тиісті ерітіндіні осындай приборға құйып
алады да, ... ... ... ... Егер, анықтауға
тиісті ерітінді реңі-стандартты ерітінділердің біреуінен ... ... ... ... онда оның концентрациясын олардың
арифметикалық ортасы ретінде есептеп табады.
Сұйылту әдісі. Екі ... ... ... ... ... ... стандартты ерітіндінің белгілі көлемі құйылады. Ал, ... ... ... ерітінді құйылады. Мұнан соң, ... ... ... ... екі ... реңі бірдей болғанға
дейін еріткіш қосады. Реңі бірдей болған ... ... ... мәні ... ... ... = ... ... ... ... ... ... мл 0,005 ... стандартты және 20 мл концентрациясы белгісіз осы
заттың ерітіндісі алынады.
Екі ерітіндінің ... ... ... үшін
стандартты ерітіндіге 20 мл су қосылады.
Стандартты ... ... ... ... (20+20) мл ... ... C1. V1 = C2. V2 формуласын пайдаланамыз.
0,005 . 20 = Cх . ... . ... = = 0,0025 ... ... ... ... ... ерітіндінің концентрациясы
0,0025 моль/л.
Колориметриялық титрлеу әдісі. Бұл ... ... ... ... ... ... ... тиісті зат – ерітіндіде химиялық
реакция нәтижесінде түрлі – түсті рең беру тиіс.
Екі бірдей ... ... ... ... ... ... ... тиісті
ерітіндінің аликроттың бөлігі құйылады. Реакция нәтижемінде түсті рең
беретін ... және ... ... ... ... ... әлгі
заттан дайындалған стандартты ереітінді біртіндеп қосылады. Стандартты
ерітіндінің қосылған әрбір бөлігі ... ... ... ... салыстырылып отырылады.
Мысалы, үш валентті ... ... бар ... ... ... ... Ол үшін осы ... 10 мл-ін өлшеуіш цилиндрге
құйып ... да 5 мл NII4SCN және 5 мл су ... Осы ... ... ... ... 0,001 н. ... ерітіндісін қосамыз.
Екі цилиндрдегі ерітінділердің интенсивтіліктері теңелген кезде, кеткен
стандартты Fc2(SO4)3 ерітіндісінің ... ... ... ... концентрация оңай есептелінеді. Стандартты кеткен
ерітіндінің көлемі 15 мл болсын. Реагентті және су көлемін ескерсек, ... ... 25 мл ... ... ... ... 0,001 моль/л.
Өзімізге белгілі формуланы пайдаланып есептеулер жүргіземіз.
С1 . V1 = С2 . ... . 15 = Cх . ... . ... = = 0,0006 ... цилиндердегі зерттелуге тиісті ерітіндінің ... ... ... біз ... ... ерітіндінің өзін бірінші
цилиндрге реагенттер қосып (5 мл NII4SСN + 5 мл H2O) оның ... ... ... қой. Олай ... оның ... ... Бұл ... да жоғарыдағы теңдік негізге
алынады.
Сх . 10 = 0,0006 . ... . ... = = 0,0012 ... . V1 = С2 . V2 ... ылғи да ... ... ... болатындығы есте болуы керек!
Нормальды концентрация – ... ... ... 0,0012 ... ... ... молярлы
концентрацияға көшу үшін Fc3+ үшін эквивалент факторын ескеруіміз керек.
Fc3+ үшін 1
f =
; (z = ... және ... ... ... ... ... 1
С ( Fc3+) = С (Fc3+) .
3 ... бұдан
1
С (Fc3+) = 3 . С( Fc3+) .
3
Мұндағы С (Fc3+) темір (ІІІ) ... ... ... ... ... (Fc3+) = 3 . 0,0012 = 0,0036 ... пайдалану әдісі. Колориметрді пайдалануда ... ... ... мына ... ... l2
=
С2 ... ... ... ... – молярлы концентрация (Ерітінді
бойында ешқандай реакция жоқ, эквивалент факторын ескермейміз).
Колориметр ... ... ... ... ... мен
анықталуға тиісті ерітінді интенсивтіліктері теңестіріледі. Концентрация
анықтауда төмендегі формула пайдаланылады:
Сх lс ... т ... Сс т - ... ... ... т - ... ... (бойының) биіктігі;
lх – концентрациясы анықталуға тиісті ерітіндінің ... ... ... ... ... ... т . lс ... =

3.3 ФОТОКОЛОРИМЕТРИЯ ӘДІСІН ЕРІТІНДІ
КОНЦЕНТРАЦИЯСЫН АНЫҚТАУДА ПАЙДАЛАНУ
Ерітіндінің концентрациясын анықтау үшін, олардың интенсивтіліктерін
арнайы фотоэлементтерді пайдаланып, ... ... ... да әдіс ... әдіс деп аталады.
Фотоколориметриялық әдісте интенсивтіліктер қатынасының логарифмі ... ... ... ... ... ... логарифміне
тең, яғни:
А = lg (Io / I) = lg (io / i) .
Мұндағы = lo және l – ге ... ... ... = іo және і ... ... ... – ФЭК ... фотоэлектрлі колориметр – КФК – 2, КФК – 3, фотоэлектрлік
титриметр ФЭТ – УНИИЗ сияқты приборлар ... ... үшін ... ... ... ... танысып алу
керек.
Приборларды пайдаланып ерітіндідегі зат ... ... ... ... тәсілі (орысшасы – медот справнения делінеді).
Концентрациясы анықталуға тиісті ерітінді мен осы заттың стандартты
ерітіндісінің ... ... ... ... ... ... ерітіндінің
белгілі көлемінің абсорбция мәнін анықтайды.
Мұнан соң , осы ерітінді реңіне жақындау келетін 2-3 ... ... да, ... да ... ... ... ... табиғаты бірдей және бір ұяшықта өлшеу жүргізілетіндіктен Е,l
= const.
Демек,
Ас т. = Е Сс т . ... = Е Сх . ... ... қатынас орынды екендігі шығады:
Аст. Сс т Ах . Сс т
= ; Сх = ... Сх Ас ... Аст, Ах – ... және ... ... ... ... т, Сх – стандартты және концентрациясы белгісіз
ерітінділердің
концентрация ... ... ... ... ... ... бір ретпен концентрация мәні арту бағытында ... ... 5-8 түрі ... ... ... концентрациясына сәйкес жарықсүзгі таңлап алынады. ... ... ... ... ... 1-ге ... тиіс.
Дайындалған стандартты ерітінділердің бәрінің ... ... ... Осы ... ... пайдалана отырып абсорбция –
концентрация тәуелділік ... ... ... ... ... мәні ... тәуелділік сызығы – анықтауыш
график деп аталады. Бұл графикті орыс тілінде ... ... ... деп те атай ... ... ... ... пайдалануға мысал
Концентрациясы анықталуға тиісті ерітіндінің абсорбция шамасын
фотоэлектроколориметрде анықтайды. Бұл шама Ах ... ... ... да Ах ... ... ... ... абсцисса осьіне параллель түзу
жүргізеді (5 – сурет). Қиылысқан нуктеден ... ... ... Сх – мәні анықталады.
Концентрация мәнін график бойынан осылайша табу ... ... ... деп ... ... коэффициентін пайдалану амалы (метод молярного
коэффициента поглощения).
Концентрациясы тең, бірдей жағдайда екі-үш ... ... да, ... ... ... ... ... өлшеніледі.
Анықталған абсорбция мәндері бірдей болады. Бірдей болған жағдайда олардың
орта ... ... ... ... жұтылудың молярлы коэффициенті анықталады,
яғни:
Е = А/С . ... ... ... l – мәні ... (кювета) бетінде беріледі.
Концентрациясы анықталуға тиісті ерітіндінің абсорбция мәні
анықталады да, ... ... ... ... = Ах / (Е . ... ... ... добавок). Алдымен концентрациясы анықталуға
тиісті ерітіндінің абсорбция мәні анықталады. Бұл орайда ерітінді қабатының
қалыңдығын ... мәні ... ... ... етіп ... соң, ... ... тиісті ерітіндіге стандартты
ерітіндінің белгілі бір ... ... ... ... ... қосылған сайын қоспаның абсорбция мәні анықталады.
Мұнан соң төмендегі жағдайларды ескере отырып пропорция құрады.
Алғашқы өлшенілген ... ... ... Сх ... Ах шамысы сәйкес келеді. Ал стандартты ерітіндіден қанша
қосқанымызды ... яғни ... ... ерітіндінің қоспадағы
концентрациясы Сқ-х ... ... ... ... ... ... ... Ақ болады. Демек, қосылған стандартты ерітінді
көлемі үшін абсорбция шамасы мына айырымға теңеледі:
Ақ – Ақ ... ... ... ... ... зат концентрациясын есептейміз.
Ах – Сх
Ақ - Ах – Сқ - ... ... Сх мәні оңай ... . (Ақ – Ах) = Ах . ... . Cқ - ... .=
(Ақ – Ах)
Мұндағы Ах – ... ... ... ... ... - х – ... стандартты ерітіндінің концентрациясы;
Ақ – Ах – стандартты ерітінді қосылған қоспа көлеміне ... ... ... ... ... ... ... фотометрии).
Егер, ерітінді түсі өте қанық, қою болса абсорбция шамасының мәні
бірден артып ... де ... ... ... ... (колориметрия) амалын пайдалану
тиімді.
а ... (а) және ... (ә) ... ... ... ... ерітінді реңінің интенсивтіліктерінсалыстыру ... ... осы ... ... ... бір ... ... үшін 6 – суретке назар аударыңыз.
Мысалы, зерттелетін ерітіндінің абсорбция мәні Cқ = 4 ... ... ... ... ... мәні төртке жуықтау салыстыру ерітіндісін
аламыз. Салыстыру ерітіндісі үшін ... мәні Аср = 3 ... ... ... ... айырымы, яғни Ақ - Аср – ... ... ... ... деп аталып А`қ таңбасымен белгіленеді.
Бугер – Ламберт – Бер заңдылығынан:
Ах = Е.l . Сх
екендігі белгілі. Олай ... ... ... мәні үшін ... ... = Aх . Acp ... = Е.l . Сх - ... 18 ... А`х ~ f (C) ... түзу ... ... білеміз. Ордината осьінен қиылатын кесінді мәні салыстыру
ерітіндісінің абсорбция шамасының қарама-қарсы таңбадағы ... тең (7 ... { Cх C
7 – ... ... ... тәсілімен зат концентрациясын
анықтау
Демек, әртүрлі концентрация мәніне сәйкес келетін ... ... ... ... ерітіндімен салыстыра отырып, А`
- мәнін анықтауымызға болады. Мұнан соң ... ... ... ... ... ... А`х ... А`х мәніне
сәйкес келетін анықталуға тиісті зат ... ... ... ... фотометрия тәсілімен жүзеге асырылатын амалдар әртүрлі
бола береді. Кейде ... ... ... ... ... ... тиісті ерітінді абсорбция А`х мәнінен ... де ... орй мына екі ... ... ... болады:
1. Сср < Сх; Аср < А`х
А` = А`х - Aср = Е.l (Cx - ... Сср > Сх; Аср > ... = А`cp - A`x = Е.l (Ccp - ... Сх – ... ерітіндісі және концентрациясы анықталуға тиісті
зерттеліп отырған зат ... , А`х - ... ... және ... ... зат ерітіндісінің салыстырмалы абсорбция (оптикалық ... , С – ... ... концентрациясына сәйкес келетін
салыстырмалы ... және ... ... ... ... график).
Фотометриялық титрлеу тәсілі.
Аталған тәсілді титрлей нәтижесінде ерітінді түсі өзгеретін болған
жағдайда пайдаланады.
Концентрациясы анықталуға тиісті зат ерітіндісін мөлдір ... ... ... ... ... қояды. Алдын-ала жарықсүзгісі таңлап алынады.
Титрлеу барысындашыққан жарық интенсивтілігін өлшейді.
Фотометриялық ... ... ... болып келуі мүмкін (8 – сурет).
Титрлеуші ерітінді концентрациясы белгілі Сст ... ... ... көлемі белгілі Vа. Титрлеуге кеткен стандартты
ерітінді көлемі Vст . Өзімізге таныс формуланы пайдаланамыз.
Сст . Vст = Сх . ... ... . ... ... І ... ә б
V V ......... ... ... ... ... концентрациясы анықталатын зат ерітіндісі жарық сәулесін
жұтпайды;
ә. титрлеу нәтижесінде түзілген өнім жарық сәулесін жұтпайды;
б. ... ... зат ... де ... өнім де ... ... жұтады.
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР.
1. Е.Н.Дорохова, Г.В.Прохорова “Аналитическая химия физико-химические
методы анализа” Москва “Высшая школа” 1991 год
2. ... ... ... ... ... ... “Қазақ университеті” 2002 жыл
3. Өтебаев “Химия” 4 том Шымкент ... ... ... качественного, каличественного анализа” Москва
1976 год
5. В.Н.Алексеев “Каличественный ... ... 1972 ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 24 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
Байланыстың оптикалық жүйесінің өзгешеліктері12 бет
Беруші және қабылдаушы оптикалық модульдер10 бет
Коллоидты химияның оптикалық қасиеттері5 бет
Коллоидтық жүйелердің оптикалық қасиеттері4 бет
Көз- оптикалық жүйе. Көру8 бет
Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін анықтау21 бет
Оптикалық жадының технологиясы23 бет
Оптикалық желілер15 бет
Оптикалық кабель18 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь