Молекулярная абсорбционная спектроскопия в ультрафиолетовой (УФ) и видимой области спектра

Спектроскопия в видимой и ультрафиолетовой области спектра основана на измерении электронных спектров поглощения в диапазоне длин волн 180-700 нм. Спектры поглощения в этой области отражают переходы связанных и несвязанных электронов в молекуле. Поскольку, как правило, электроны в молекуле при комнатной температуре находятся на нижнем энергетическом уровне, спектры в этой области дают информацию об основном и первом возбужденном электронных состояниях молекулы. Длина волны [1]

поглощенного света соответствует определенному переходу, поэтому пики на спектрах поглощения вещества обусловлены присутствием в нем характерных структур.

Группа в молекуле, которая дает вклад в спектр поглощения, называется хромофором. Такой группой может быть, например, карбонильная группа >С=0 или ароматическое бензольное кольцо.

Для регистрации спектров поглощения используют спектрофотометры (рис. 29){.

Современный двулучевой спектрофотометр

Рис. 29. Современный двулучевой спектрофотометр

В этих приборах индикатором служит фотоэлемент (преобразователь световой энергии в электрическую), ток в котором пропорционален интенсивности падающего на него света. В монохроматоре выделяется свет определенной длины волны, который проходит сквозь кювету с раствором исследуемого образца, который частично поглощается и затем попадает на фотоэлемент (рис.30).[2] [3]

8.2. Молекулярная абсорбционная спектроскопия

в ультрафиолетовой (УФ) и видимой области спектра

Основные элементы спектрофотометра

Рис. 30. Основные элементы спектрофотометра

Молекулярный спектральный анализ в УФ- и видимой областях спектра используется для качественного и количественного анализа органических и неорганических соединений (как непосредственно по спектрам поглощения, так и в растворе по специфическим реакциям на определенные группы, а в твердом состоянии — по спектрам отражения).

Определение концентрации вещества в растворе проводится в соответствии с основным законом поглощения света — законом Ламберта-Бэра:

Поглощение А или экстинкция Е пропорционально концентрации поглощающего вещества и толщине образца:

где 8 -коэффициент молярной экстинкции поглощающего вещества при длине волны X (заменяют поглощением света образцом толщиной в 1 см, содержащим 1 % раствор исследуемого вещества),

с — молярная концентрация раствора,

d — оптический путь или толщина образца 1 см.

Неразрушающий характер, экспрессность и высокая чувствительность метода позволяют использовать его на первом этапе исследования малых количеств объектов судебной экспертизы, главным образом веществ и материалов.

В экспертной практике метод молекулярной спектроскопии в видимой и УФ-области используется для решения следующих задач:

  • • для сравнительного исследования объектов с целью установления их родовой, групповой принадлежности: окрашенных стекол, красителей волокон, вин, химических ловушек и идентификационных меток, губных помад, наркотиков кустарного производства, табака (экстракты алкалоидов) и др.;
  • • для дифференциации по УФ-сиектрам ГСМ и НП смазочные масла, моторное топливо (установление вида марки топлива);
  • • для определения концентрации веществ (наркотически активные компоненты, активное начало и органические наполнители лекарственных средств, добавки в различных полимерных материалах, гумусовые кислоты в почвах и др.);
  • • установление марки красителей, входящих в состав различных материалов, например, текстильных волокон, паст шариковых ручек;
  • • для решения задачи о давности производства выстрела из охотничьих ружей (с помощью специального индикатора, за концентрацией которого наблюдают по его электронным спектрам поглощения, определяют содержание оксида азота (газообразного продукта, образующегося в результате выстрела) в канале ствола в различное время после выстрела);
  • • для определения некоторых активных компонентов лекарственных препаратов и наркотических средств (например, сильнодействующего вещества клофелина и наркотического средства про- медол, спектры которых представляют собой индивидуальную совокупность полос поглощения, позволяющую с использованием информационно-поисковой системы установить искомое вещество).

Таблица 17. Преимущества и ограничения метода молекулярной спектроскопии в видимой и УФ-области

Преимущества

Ограничения

• достаточно микроколичеств пробы: единичное микроволокно, частица ЛКП размером 0.1-0.5 мм, единичный штрих, концентрация определяемого компонента до 10'5-10'6%‘

• не пригоден для определения природы неизвестного вещества в силу малой информативности получаемых спектров, которые в большинстве случаев состоят из одной или нескольких достаточно широких полос.

1

При установлении состава вещества данный метод используется в совокупности с методами инфракрасной спектроскопии, ЯМР и др.

  • [1] Вещественные доказательства: Информационные технологии процессуального доказывания/Под ред. В. Я. Колдина. С. 577.
  • [2] URL: anchemy.susu.ac.ru/forschool/labs/
  • [3] URL: 5fan.ru/wievjob.php?id=3914
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >