Спектральные методы

Спектральные методы анализа основаны на явлениях взаимодействия электромагнитного излу­чения (ЭМИ) с атомами или молекулами определяемого вещества. В ходе этого взаимодействия возникает аналитический сигнал, несущий информацию о качественном и количественном составе образца. Интенсивность этого сигнала пропорциональна массе анализируемого вещества или отдельного компонента в смеси.

К физическим явлениям, лежащим в основе спектральных методов, относятся поглощение света (абсорбция), излучение света (эмиссия) и рассеивание света. На основе абсорбции выделяют молекулярно-абсорбционную спектроскопию – МАС (фотоэлектроколориметрия, спектрофотометрия) и атомно-абсорбционную спектроскопию – ААС. Атомно-эмиссионная спектроскопия – АЭС (фотометрия пламени) и молекулярно-люминесцентная спектроскопия – МЛС (флуориметрия) используют явление эмиссии. Рассеивание света лежит в основе спектроскопии рассеивания (нефелометрия, турбидиметрия).

Таблица1.7.1 Классификация спектральных методов

Совокупность всех частот (длин волн) электромагнитного излучения называют электромагнитным спектром (табл. 1.7.2). Аналитические сигналы можно изучать в его различных областях. Наибольшее значение в практике химического анализа имеют спектральные методы, в основе которых используют ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазоны излучения. Механизмы взаимодействия излучения с исследуемым веществом базируются на атомных и молекулярных переходах, вызываемых излучением различных областей электромагнитного спектра.

Таблица 1.7.2. Электромагнитный спектр излучения

Спектрофотометр СФ-46 Спектрофотометр СФ-56

КФК-2МП КФК-2 КФК-3

Рис. 1.7.1 Приборы для МАС

Метод МАС используют для определения большинства химических элементов (железа, меди, кобальта, никеля, хрома и т.д.) и многих органических соединений (сахаров, белков, аминокислот и т.д.). Фотометрические методы применяют также для определения степени окисленности жиров, содержания пектиновых веществ, фенольных соединений, витаминов. С помощью ИК-спектрометрии определяют содержание белка, жира и лактозы в молоке, пестицидов, витаминов, пищевых красителей, а также контролируют технологические процессы при переработке сырья. Метод ААС позво­ляет с большой точностью определять в растворах около 80 элементов в малых концентрациях, поэтому он широко применяется в сельском хозяйстве для определения микроэлементов, тяжёлых металлов в сельскохозяйственной продукции, кормах, почве, воде. Турбидиметрия и нефелометрия применяются для анализа суспензий, эмульсий, при определении в биологических жидкостях, природных и технологических водах веществ (хлориды, фосфаты, сульфаты), способных образовывать труднорастворимые соединения.