Оглавление

1.Общая характеристика спектральных методов анализа 2

2 и 3. Основные характеристики электромагнитного излучения. 5

3 и 2. Волновые и корпускулярные свойства электромагнитного излучения. 7

4 и 10. Абсорбционная спектроскопия 8

5 и 12. Атомно-эмиссионная спектроскопия (спектрометрия) 9

6 и 7. Закон Бугера-Ламберта-Бера 11

8. Колориметрия 12

10 и 4. Абсорбционная спектроскопия 13

11. Практическое применение спектрофотометров для качественного и количественного анализа 15

13. Оптические методы анализа 16

14. Люминесцентный анализ. 18

15. Рефрактометрия. Преломление света на границе двух оптических сред. 19

16. Приборы рефрактометрических измерений. 20

17. Электрохимические методы анализа 21

18. Кондуктометрический метод анализа 22

19. Сущность метода потенциометрии 24

20. Кондуктометрическое титрование. 25

21. Практическое применение вольтамперометрии в анализе объектов окружающей среды. 26

24. Хроматографические методы анализа 27

25. Радиометрические и радиохимические методы анализа. 28

26 Приборы дозиметрического контроля. 29

27. Методы биоиндикации в экоаналитическом контроле 33

28. Экологическая экспертиза объектов окружающей среды 35

1.Общая характеристика спектральных методов анализа

Спектральный анализ (спектроскопия) изучает химический состав веществ на основе их способностей по испусканию и поглощению света. Известно, что каждый химический элемент испускает и поглощает характерный только для него световой спектр, при условии, что его можно привести к газообразному состоянию.

В соответствии с этим, возможно определение наличия этих веществ в том или ином материале по присущему только им спектру. Современные методы спектрального анализа позволяют установить наличие вещества массой до миллиардных долей грамма в пробе – за это ответственен показатель интенсивности излучения. Уникальность испускаемого спектра атомом характеризует его глубокую взаимосвязь с физической структурой.

Вещества могут излучать свет только лишь в возбужденном состоянии (это состояние характеризуется повышенным уровнем внутренней энергии) при наличии постоянного источника энергии.

Получая избыточную энергию, атомы вещества излучают ее в виде света и возвращаются в свое обычное энергетическое состояние. Именно этот испускаемый атомами свет и используется для спектрального анализа. К самым распространенным видам излучения относят: тепловое излучение, электролюминесценция, катодолюминесценция, хемилюминесценция.

Виды спектрального анализа

Различают эмиссионную и абсорбционную спектроскопию. Метод эмиссионной спектроскопии основан на свойствах элементов к излучению света. Для возбуждения атомов вещества используются высокотемпературный нагрев, равный нескольким сотням или даже тысячам градусов, — для этого пробу вещества помещают в пламя или в поле действия мощных электрических разрядов. Под воздействием высочайшей температуры молекулы вещества разделяются на атомы.

Атомы, получая избыточную энергию, излучают ее в виде квантов света различной длины волны, которые регистрируются спектральными аппаратами – приборами, визуально изображающими получившийся световой спектр. Спектральные аппараты служат также и разделительным элементом системы спектроскопии, потому как световой поток суммируется от всех присутствующих в пробе веществ, и в его задачи входит разделение общего массива света на спектры отдельных элементов и определение их интенсивности, которая позволит в будущем сделать выводы о величине присутствующего элемента в общей массе веществ.

Абсорбционная спектроскопия проводится подобно эмиссионной. В этом случае вещество помещают между источником света и спектральным аппаратом. Проходя через анализируемый материал, испущенный свет достигает спектрального аппарата с «провалами» (линии поглощения) по некоторым длинам волн – они и составляют поглощенный спектр исследуемого материала. Дальнейшая последовательность исследования аналогична для приведенного выше процесса эмиссионной спектроскопии.

В зависимости от методов наблюдения и регистрации спектров различают спектральные приборы: спектрографы и спектроскопы. Первые регистрируют спектр на фотопленке, а вторые делают доступным просмотр спектра для прямого наблюдения человеком через специальные зрительные трубы. Для определения размеров используются специализированные микроскопы, позволяющие с высокой точностью определить длину волны.

После регистрации светового спектра он подвергается тщательному анализу. Выявляются волны определенной длины и их положение в спектре. Далее выполняется соотношение их положения с принадлежностью к искомым веществам. Делается это с помощью сравнения данных положения волн с информацией, расположенной в методических таблицах, указывающих на типичные длины волн и спектры химических элементов.