Фенолды гидроксильді топтар

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі
Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Факультеті: География және табиғатты пайдалану.
Кафедра: Тұрақты даму бойынша ЮНЕСКО.
Мамандығы: ӨТҚ және ҚОҚ.
СӨЖ
Тақырыбы:УК спектроскопия.

Орындаған: Қолманбаев Н.Қ.
Тексерген: Азат С.

2019жыл.
ЖОСПАР:
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
I. НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1.УК спектроскопия ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.2.Пайда болу тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1.3. УK түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.4.УК спектроскопиядағы электрондық өтулер ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...10
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13

КІРІСПЕ
Спектроскопия-электромагниттік сәулеленудің заттармен өзара әрекеттесуі туралы ғылым. Осы өзара іс-қимыл барысында біз Жарық туралы да, зат туралы да ақпарат аламыз. Ең қарапайым жағдай-белгілі химик Бунзен жалынға әдеттегі ас тұзын лақтырып, нәтижесінде тұз жарқыраған жұлдыздармен жарқыраған кезде белгілі. Егер бұл шамды спектрлерге қандай да бір аспаптың, мысалы призманың немесе дифракциялық тордың көмегімен орналастырса, онда пайда болған сызықтарды көруге болады. Бұл желілер спектралды сызықтардың атауын алды, оларды зерттей отырып, бақылау жүргізілетін заттың қалай жасалғанын білуге болады -- бұл жағдайда ас тұзының құрамына кіретін натрий зерттелді. Бұл спектрлік талдаудың мағынасы. Заттың (газдың, сұйықтықтың, қатты дененің) білінуін талдай отырып, оның қалай жасалғанын, қандай атомдар мен молекулалардан тұрады, осы атомдар мен молекулалар бір-бірімен өзара әрекеттеседі. Түрлі заттардың спектрлері әртүрлі болуы мүмкін. Ең қарапайым жағдай -- атомдар мен иондардың спектрлері (мысалы, атомдық сутегі). Мұндай жағдайларда талдау үшін салыстырмалы қарапайым және тар спектралды желілер жиынтығы болып табылатын спектрлер тіркеледі. Мұндай спектрлік талдаудың арқасында атомның қалай жасалғанын, онда энергияның қандай деңгейлері бар екенін талдауға болады.
Бірақ атомдық спектралдық талдау қарапайым заттармен жұмыс істейтін жағдайда ғана жұмыс істейді, бірақ адам әрқашан күрделі заттардың құрылымын білгісі келеді. Сондай-ақ, адамның өзі органикалық молекулалардан тұрады және қоршаған табиғат органикалық молекулалардан тұрады. Бұл, әдетте, ондаған немесе тіпті жүздеген түрлі көміртегі, сутегі, оттегі, азот, металл және т.б. атомдарынан тұратын өте күрделі молекулалар. Алайда оларға атомдық спектралдық талдауды қолдануға болмайды. Неліктен? Өйткені нысан күрделі болса, оның спектрі соғұрлым қиын. Айталық, тек ядро мен электроннан тұратын сутегі атомының спектрі жақсы шешіледі, себебі бұл өте қарапайым нысан. Және бұл ереже барлық қарапайым заттарға қолданылады, - айталық, темір немесе уран. Бірақ органикалық молекулалар жағдайында эксперимент нәтижесінде алынған спектрлер өте күрделі -- кең және құрылымсыз болды. Әдетте сұйық немесе қатты ерітінділерде органикалық молекулалардың люминесценциясын зерттейді. Бұл үшін зат осы шамды қандай да бір тәсілмен қозғай отырып (электр немесе магниттік өрісті қоса отырып, арнайы таңдалған жарық көзінің көмегімен жарықтандыра отырып) жарқырайды.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
1.1. УК спектроскопия.
Ультракүлгін (электрондық) спектроскопия -- ультракүлгін аймақта шығару, жұтылу және шағылысу спектрлерін алуды, зерттеуді және қолдануды қамтитын оптикалық спектроскопия бөлімі. Ультракүлгін және спектрдің көрінетін диапазондарының фотондарының энергиясы өте жоғары (1,7 -- 100 эВ немесе шамамен 100 -- ден 730 нм-ге дейін), органикалық молекулалардың электрондарын негізгі күйден қозған-қопсытатын орбиталдарға байланыстыру үшін. Осы күйлер арасындағы энергия айырымы квантована, сондықтан молекулалар фотондар тек қатаң белгіленген энергияны жұтады.
УФ аймағында барлық органикалық заттарды сіңіреді. Әдетте,"жұмыс" аймағы 190-730 нм аралығын құрайды, негізінен 200-ден 380 нм. Бұл салаларда призмалар мен кюветтерді дайындауға арналған оптикалық материалдар мөлдір. Толқын ұзындығы 190 нм-ден кем (вакуумдық ультрафиолет) жұмыс істеуге ыңғайлы, өйткені бұл салада ауа компоненттері -- оттегі мен азот жұтады. Сондықтан мұнда жұмыс істеу үшін арнайы вакуумдық камералар қолданылады, бұл зертханалық тәжірибені қиындатады, бірақ жиі алмастырылмайтын, мысалы, тыйым салынған аймақтың үлкен көлемі бар диэлектриктерді зерттеу кезінде. Заттың мөлшерін зерттеуге қажетті -- шамамен 0,1 мг. Осыған байланысты УК-спектроскопия органикалық және бейорганикалық қосылыстарды зерттеудің ең көп таралған физика-химиялық әдістерінің бірі болып табылады.
Ультракүлгін спектроскопия атомдарды, иондарды, молекулаларды және қатты денелерді олардың энергия деңгейлерін, өту ықтималдығын және т.б. сипаттамаларын зерттеу үшін қолданылады. Спектрдің УК-аймағында бейтарап, бір және екі мәрте иондалған атомдардың резонанстық желілері, сондай - ақ жоғары иондалған атомдардың қозған конфигурацияларымен шығарылатын спектрлік желілер жатады. Молекулалардың электронды-тербелмелі-айналмалы жолақтары негізінен спектрдің жақын УК-аймағында орналасқан. Бұл жерде валентті аймақтан өткізгіштік аймаққа тікелей өту кезінде пайда болатын көптеген жартылай өткізгіштердің спектрлерінде жұтылу жолақтары шоғырланған. Көптеген химиялық қосылыстар УК аймағында күшті сіңіру жолақтарын береді, бұл У. с. спектральды талдауда пайдалану артықшылықтарын жасайды. Ү. с. күнді, жұлдыздарды, тұмандықты және т. б. зерттеуде климосферадан тыс Астрофизика үшін үлкен маңызға ие[1].
1.2. Пайда болу тарихы.
УК сәулелер туралы түсінік 13 ғасырда алғаш үнді философтарында кездеседі. ИҚ сәулелер анықталғаннан кейін неміс физигі Иоганн Вильгельм Риттер күлгін түстің толқын ұзындығынан қысқа қарама - қарсы спектр соңындағы сәулелерді зерттей бастады. 1801 жылы ол жарық әсерінен тарайтын күміс хлориді күлгін аймақ шекарасынынан тыс сәулелердің әсерінен тез ыдырайтынын байқады. Жүйелі. спектрлерді зерттеу 2-ші еденде басталды. 19 в. 1859 ж. т. Кирхгоф спектральды талдау принциптерін қалыптастырды. Н. 1913 жылы Бор спектралды сызықтардың орналасу заңдылықтарын түсіндірді. Атомдардың спектрлерін зерттеу кванттық механиканы құрудың негізі болды. Спектрлер бойынша nesk ашылды. хим. Элементтерін.
Спектроскопия әдістері атомдардың, молекулалардың және олардан пайда болған макроскопиялық жүйелердің энергия деңгейлерін зерттеу, химиялық қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін зерттеу үшін, сапалық және сандық талдау жүргізу үшін(атомдық-абсорбциялық талдау, атомдық-флуоресценттік талдау, люминесценттік талдау, фотометриялық талдау, жалын фотометриясы эмиссиялық, фотоэлектрондық спектроскопия) қолданылады[2].

1.3.УК түрлері.
Лигнин химиясында зерттеушілер классикалық УК-спектроскопияның модификациясы болып табылатын бірқатар әдістерді қолданады: дифференциалды спектроскопия; туынды спектроскопия (төмен температуралы, дербес жолақтарды талдай отырып УК-спектрлерді математикалық өңдеу).
Дифференциалдық спектроскопия
Дифференциалдық спектроскопия әдісі лигниннің УК-спектрофотометрия мүмкіндіктерін айтарлықтай кеңейтуге мүмкіндік берді. Зерттелетін ерітіндінің оптикалық тығыздығы таза еріткішке қатысты өлшенетін тікелей спектрофотометриялық әдіске қарағанда немесе анықталатын заттардан басқа барлық компоненттер бар бос ерітінді деп аталатын, зерттелетін ерітінді дифференциалды спектроскопияны пайдалану кезінде өңделеді және өңделген ерітіндінің оптикалық тығыздығын бастапқы ерітіндіге қатысты анықтайды. Дифференциалдық спектроскопияның тәсілдері өте көп. Затқа және оның сіңіру спектріне әсер ететін өңдеу ретінде мыналар қолданылады: ерітіндінің рН өзгерісі; қалпына келтіру немесе тотығу және басқа реакциялар; еріткішті ауыстыру; температураның өзгеруі.
1-кесте. УК спектроскопия түрлері
Атауы
белгіленуі
Толқын ұзындығы, нм
Бір фотонға энергия мөлшері,эВ
Жақын
NUV
400 -300
3.10 -- 4.13
Орташа
MUV
300 -- 200
4.13 -- 6.20
Алыс
FUV
200 -- 122
6.20 -- 10.2
Экстрималды
EUV, XUV
121 -- 10
10.2 -- 124
А ультрокүлгіні,ұзын толқынды
UVA
400 -- 315
3.10 -- 3.94
В ультрокүлгіні, орташа толқынды
UVB
315 -- 280
3.94 -- 4.43
С ультрокүлгіні, қысқа толқынды
UVC
280 -- 100
4.43 -- 12.4

Фенолды гидроксильді топтар
Химия лигнин кеңінен қолданылады әдісі дифференциалды спектроскопия (∆εi-әдіс), әзірленген Аулин-Эрдтман (1955 ж.). Оның мәні, фотометрияланатын ерітіндінің рН ұлғаюында фенолды гидроксилдердің иондануы орын алады, нәтижесінде спектрде сіңірудің жаңа жолақтары пайда болады (сурет. 19, А және А қисықтары). Дифференциалды қисығы иондану лигнин ∆εi болуымен сипатталады сіңіру максимумдар 250 және 300 нм және кең жолақтар сіңіру саласындағы 300-400 нм. 1) электр энергиясын өндіру және тарату; 2) электр энергиясын өндіру; 3) электр энергиясын өндіру; 4) электр энергиясын өндіру; 5) электр энергиясын өндіру; 6) электр энергиясын өндіру; 7) электр энергиясын өндіру; 8) электр энергиясын өндіру; 9) электр энергиясын өндіру; 10) электр энергиясын өндіру; 11) электр энергиясын өндіру; 12) электр энергиясын өндіру; 12) электр энергиясын өндіру; 13) электр энергиясын өндіру; 14) электр энергиясын өндіру; 300-400 нм аймағында максимум немесе иықтың пайда болуы құрылымда карбонильді топтармен ұштасқан фенолды гидроксилдердің болуымен, көміртекті - көміртекті Қос байланыстармен және бифенильді топтармен байланыстырады. Кейбір әдеби деректер бойынша, лигниннің фенолдық элементтерді УК-спектрі 295-395 нм жұтады, ал олардың тотыққан формалары батохромды ығысады және 330-370 нм аймағында қарқынды сіңеді. Демек, толқын ұзындығының белгілі бір диапазондарында жұтылу қарқындылығын өзгерту бойынша лигнин препараттарының тотығу дәрежесі туралы айтуға болады. Дифференциалды спектроскопияны фенолды гидроксильді топтарды, карбонильді топтарды және қосарланған байланыстарды анықтау үшін, сондай-ақ лигнин глобулалары арасында көлденең байланыстардың пайда болуын зерттеу үшін қолданады. Фенольді гидроксильді топтарды анықтау үшін Аулин-Эрдтман әдісі бойынша лигнин спектрлерін бейтарап және сілтілі ортада жазады, экстинкция коэффициентінің өзгеруін есептейді. Нақты нәтижелерді алу үшін автор бірнеше модельдік қосылыстарды пайдалануды және лигнин экстинкциясы коэффициентінің өзгеруін және спектрдің 15-20 нүктесінде модельдік қосылыстарды салыстыруды ұсынады. Гольдшмидт 300 НМ сілтілі (рН 12) және бейтарап (рН 6) лигнин ерітіндісі мен модельдік заттар кезінде сіңіруді тікелей салыстыруды қолданды. Бұл әдісті егжей-тегжейлі сынау алынған нәтижелер химиялық әдістермен алынатын деректермен салыстырғанда жиі төмендетілген болып табылатынын көрсетті. Сульфатты лигниндерді зерттеу үшін дифференциалды спектроскопияны пайдалану кезінде қышқыл ортада лигниннің ерігіштігіне байланысты қиындықтар туындауы мүмкін. Осыған байланысты лигниннің бейтарап ерітінділерін сілтілі қышқылдан емес, катион алмастырғыш шайырлармен декатиондау арқылы алу ұсынылады. Алайда Гольдшмидт әдістемесінде фенолды гидроксил карбонильді топты қамтитын құрылымдық бірліктерді жұтумен шартталған 350 нм максимум 300 нм кезіндегі максимумдармен қатар лигниннің ∆этномәдени спектрінде болуы есепке алынбайды. 350 нм кезінде Максимум 300 нм кезінде сіңіруді азайтатын болады, соның салдарынан фенолды гидроксильді топтардың саны төмендетілген болады. Сондай-ақ, бензол сақинасының бесінші жағдайында көміртекті орынбасары бар фенолды гидроксильді топтарды иондау үшін Гольдшмидт әдістемесінде пайдаланылатынға қарағанда сілтілі орта талап етілетіні анықталды. Иондану дәрежесі және, демек, қарқындылығы сіңіру ∆ε-спектрінде фенольных топтардың лигнин концентрациясына байланысты сілтілер, әрі ұлғайту кезінде щелочности дейін 0,2. ғ. к. өсім қарқындылығы сіңіру дифференциальном спектрінде өте жоғары болады. Сілтілік концентрациясының 0,8 Н-ға одан әрі ұлғаюы қарқындылықтың әлсіз өсуіне әкеледі-барлығы 10%. Бұл лигнин құрылымының өзгеруіне байланысты. Бұл ретте сілтінің концентрациясы 1 Н-ден жоғары деп саналады. Зерттеу үшін оңтайлы ретінде 0,2 Н.NaOH ерітіндісі ұсынылады. Фергус және Горинг жұмыстарында максимум лигнин жұтылу 295300 нм буферлік ерітіндіде рН 12 және 0,1 НМ 350 НМ бар. NaOH барлық фенолды гидроксилдердің сіңірілуіне сәйкес келеді, соның ішінде карбонильді топпен ұштасқан. Бұл ретте 0,1 н. NaOH ортасының рН мәні барлық фенолды гидроксилдердің жұтылуына сәйкес келеді, соның ішінде карбонильді топпен жанасқан, сондай - ақ бензол сақинасының еркін, сондай-ақ бесінші қалпымен, ал буферлік ерітіндіде-тек бос С5 құрылымдарымен иондалады. Ары қарай дамыту-әдіс Штрейс және Никитин жұмыстарында алды. Авторлары сочетали дифференциалды спектроскопию-бабына спектрофотометрическим титрованием белгілі бір аралықтарда рН. Бұл ҚР әртүрлі мәндерімен фенол топтарын бөлек анықтауға мүмкіндік берді. Кейіннен лигниндегі фенолды гидроксильді топтардың құрамын анықтау үшін оны алдын ала қара сілтіден бөліп алмай дифференциалды УК-спектроскопияның модификацияланған әдісі ұсынылды. Бұл жағдайда δ-әдісті калибрлеу үшін модельді төмен молекулалы фенолдар емес, химиялық әдістермен фенолды гидроксильді топтардың құрамы анықталған лигнин препараттары қолданылды. Ең кіші квадраттар әдісі бойынша алынған деректер негізінде фенолды гидроксильді топтардың құрамын 300 және 350-360 нм жұтумен байланыстыратын регрессия теңдеуінің коэффициенттері есептелді. Анықтау қатесі 2,9% аспайды[3].
Карбонильді топтар
Жоғарыда көрсетілгендей, лигниннің кейбір препараттарының дифференциалды қисықтары иық немесе ең көп дегенде 350 нм. Ванилин мен ацетогваяколдың ұқсас спектрлерін қарау кезінде 353 және 348 нм сәйкесінше максимумдар табылды; бұл максимумдар карбонильді топтарда, бұл жағдайда α-кетондар есебіне жатқызылады. Ұзын толқынды аймақ құрамында карбонильді топтар мен қос байланыс бар лигнинді фенолды ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.