- •Введение
- •Классификация методов анализа
- •Метрология анализа
- •Химические (классические) методы количественного анализа
- •Семинар 2. Физико-химические методы анализа. Атомная спектроскопия. Масс-спектрометрия. Ямр и эпр.
- •2.1. Обзор спектроскопических методов
- •2.2. Атомная спектроскопия
- •2.2.1. Атомно-эмиссионный спектральный анализ
- •Эмиссионная фотометрия пламени -
- •2.2.2. Атомно-абсорбционный спектральный анализ
- •2.3. Масс-спектрометрия
- •2.4. Радиоспектроскопия
- •2.4.1. Ядерный магнитный резонанс (ямр)
- •2.4.2. Электронный парамагнитный резонанс (эпр)
- •Семинар 3. Молекулярная спектроскопия.
- •3.1. Уф и видимая спектрофотометрия
- •3.2. Колебательная спектроскопия (ик и кр).
- •3.3. Люминесцентная спектроскопия
- •Семинар 4. Коллоидная химия.
- •4.1. Предмет коллоидной химии
- •4.2.Классификация дисперсных систем.
- •4.3. Роль поверхностных сил в дисперсных системах.
- •4.3.1. Смачивание
- •4.3.2. Капиллярная конденсация
- •4.4. Свойства коллоидных растворов
- •4.4.1. Оптические свойства
- •4.4.2. Электрические свойства
- •4.4.4. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов
- •4.5. Устойчивость коллоидных растворов
- •4.6. Коллоиды почвы.
- •4.7. Методы получения и очистки дисперсных систем
- •4.8. Пористые тела
- •4.9.Гели
- •4.9. Эмульсии
- •4.10. Пены
- •5. Методы очистки и разделения
- •5.1. Экстракция.
- •5.2. Ионный обмен
- •5.3. Сорбция
- •5.4. Осаждение и соосаждение
- •6. Электрохимические методы анализа
- •6.1. Кулонометрия
- •6.2. Потенциометрия
- •6.3. Вольтамперометрия (полярография).
- •6.4. Кондуктометрия
- •7. Хроматография
- •7.1. Классификация по агрегатному состоянию фаз
- •7.2. Классификация на основе элементарного акта.
- •7.3. Классификация по способу проведения процесса
- •7.4. Аппаратурное оформление хроматографических процессов
- •8. Обзор методов анализа окружающей среды.
- •8.1. Атмосфера
- •8.2. Природные и сточные воды.
- •8.3. Почвы
2.4.2. Электронный парамагнитный резонанс (эпр)
ЭПР - резонансное поглощение энергии радиочастотного поля в парамагнетиках, то-есть веществах с постоянными магнитными моментами электронов, которые возникают либо за счет электронного спина свободных радикалов, либо в парамагнитных ионах металлов (Сr, Mn, Fe, Co, Cu и др.) Вид спектра зависит от распределения электронных облаков и характера химических связей. Линии спектра расщеплены за счет взаимодействия с магнитными моментами соседних частиц.
Линия поглощения ЭПР характеризуется g-фактором (отношением резонансной частоты к Н0), интенсивностью, шириной и формой. g-фактор является индивидуальным свойством вещества. Если неспаренный электрон находится в атоме, ядро которого имеет ядерный спин, в результате их взаимодействия вместо одной возникают несколько линий спектра, спектр имеет сверхтонкую структуру (СТС). Число линий СТС равно 2I+1, где I - величина ядерного спина. Например, спин ядра 65Cu равен 3/2, и число линий СТС равно 4, а у 59Co I=7/2 и число линий СТС равно 8. Таким образом, спектр ЭПР позволяет различить эти металлы. Взаимодействие неспаренного электрона с ядерными спинами соседних атомов приводит к дополнительному расщеплению линий, что позволяет идентифицировать свободные радикалы. Структура (характер) спектра ЭПР используется для качественного анализа, а для количественного - интенсивность линий, так как она пропорциональна количеству вещества.
Частота переменного ЭМИ лежит в области СВЧ. Имеются атласы спектров различных парамагнитных веществ, облегчающие расшифровку спектров.
С экологической точки зрения, метод ЭПР является наиболее удобным методом для обнаружения свободных радикалов, а также анализа загрязнений почвы тяжелыми металлами. Чувствительность ЭПР-спектроскопии высока и позволяет обнаружить присутствие парамагнитных частиц в образце, даже если их количество в исследуемом образце не превышает 1012..
Семинар 3. Молекулярная спектроскопия.
В отличие от атомной спектроскопии, методы молекулярной спектроскопии изучают поглощение света веществом без разрушения молекул, так же как радиоспектроскопия. Молекулярные спектры называются полосатыми, в отличие от линейчатых атомных спектров, так как они состоят из широких полос, часто перекрывающих друг друга. Сложность молекулярных спектров по сравнению с атомными объясняется тем, что в молекулах происходит много больше движений, чем в атомах. Кроме переходов электронов относительно ядер, происходят колебательные движения ядер около положений равновесия и вращательные движения молекул как целого и ее частей. Полная энергия молекулы Е в хорошем приближении может быть представлена как сумма квантованных значений энергий электронного (Еэл), колебательного (Екол) и вращательного (Евр) движений:
Е=Еэл+Екол+Евр.
Общее число энергетических уровней, связанными с этими движениями, велико, и переходы между ними дают в видимой и УФ-области полосатые электронные спектры, в ближней ИК-области - полосатые колебательные спектры, в дальней ИК-области - линейчатые вращательные спектры.