Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг. Якунина И.В. - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Чётких границ между физико-химическими и физическими методами нет. Их часто называют инструмен-
тальными. Обзор методов аналитического контроля загрязнений атмосферного воздуха, водных объектов, почв,
рассмотренный в предыдущих главах, позволяет акцентировать внимание на наиболее эффективных и часто
используемых методах анализа. Безусловно большая роль отводится химическим (титриметрическим и грави-
метрическим) методам анализа, которые часто называют классическими и более подробно рассматриваются в
курсе «Аналитическая химия».
В данной главе рассмотрим такие инструментальные методы как:
• спектрофотометрия и фотометрия, позволяющие определять содержание почти всех элементов в воз-
духе, воде и почве;
• атомно-эмиссионная спектрометрия, эмиссионная фотометрия пламени, применяемые, в основном, для
определения металлов (особенно микроэлементов);
• атомно-абсорбционная спектрометрия, всё чаще применяемая для определения микроэлементов;
• флуориметрия, перспективна для определения микроэлементов и органических веществ;
• потенциометрия (ионометрия), применяемая для определения содержания различных ионов (К
+
, Na
+
,
Ca
2+
, Cl
–
, Br
–
, F
–
и др.), рН;
• вольтамперометрия, используемая для определения микроэлементов и органических веществ;
• газожидкостная хроматография, для анализа сложных смесей органических веществ.
5.1. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
Спектроскопическими методами анализа называются методы, основанные на взаимодействии вещества с
электромагнитным излучением. Различают методы атомной и молекулярной спектроскопии. Методы атомной
спектроскопии основаны на явлениях поглощения (например, атомно-абсорбционный) и испускания (например,
эмиссионная фотометрия пламени) света свободными атомами, а также их люминесценции (например, атомно-
флуоресцентный). Методы оптической молекулярной спектроскопии в зависимости от характера взаимодейст-
вия излучения с исследуемым веществом и способу его измерения делят на: абсорбционную спектроскопию,
нефелометрию, турбидиметрию, люминесцентный анализ.
1. Абсорбционная спектроскопия, т.е. анализ по поглощению излучения включает:
• спектрофотометрический анализ – основан на определении спектра поглощения или измерении свето-
поглощения при строго определённой длине волны λ, эта спектральная линия соответствует максимуму кривой
поглощения данного вещества;
• фотоколориметрический анализ – основан на измерении интенсивности окраски исследуемого окра-
шенного раствора или сравнении её с интенсивностью окраски стандартного раствора с применением упро-
щённых способов монохроматизации (светофильтры).
2. Анализ, основанный на использовании рассеяния света взвешенными частицами (нефелометрия) и по-
глощении света в результате светорассеяния (турбидиметрия).
3. Молекулярный люминесцентный анализ (флуориметрический) основан на измерении интенсивности
излучения, испускаемого в результате поглощения фотонов молекулами.
5.1.1. МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
В абсорбционной спектроскопии используют поглощение электромагнитного излучения в УФ, видимой
(традиционно называют спектрофотометрия) и ИК-областях спектра (ИК-спектрометрия). Наибольшее распро-
странение получили фотометрические методы анализа, основанные на поглощении в видимой области спектра,
т.е. в интервале длин волн 400…760 нм. Энергия фотонов в этих областях спектра достаточна для переходов
электронов в молекуле с одного энергетического уровня на другой. Основной вклад в изменение энергии моле-
кулы вносит электронный переход, но у молекулы чисто электронный переход не осуществим – он сопровож-
дается изменением колебательной и вращательной энергий. Поэтому молекулярный спектр поглощения состоит
из множества спектральных линий. Линии с близкой энергией сливаются в одну полосу поглощения. Возвра-
щаясь в исходное состояние, молекула чаще теряет поглощённую энергию в виде теплоты, реже – в виде излу-
чения. Поскольку возбуждаемых молекул по сравнению с их общим числом мало, выделившаяся теплота не
влияет на состояние изучаемой системы.
Количественно поглощение системы излучения описывается законами Бугера–Ламберта–Бера и аддитив-
ности.
Мерой светопоглощения служат величины, называемые пропусканием и оптической плотностью.
Пропускание:

Страницы