Молекулярная спектрофотометрия в УФ-области как аналитический метод определяется высокой чувствительностью. Возможно количественное измерение концентрации, меньшей по 10-7 М. Применение спектрофотометрии в этой области
позволяет проводить количественное измерение микрокомпонентов образца. С помощью спектрофотометрического метода можно определить ионы металлов, органические вещества, частицы, которые представляют интерес с точки зрения экологии.
Адсорбционные светофильтры поглощают УФ-участок спектра, пропуская остальные спектра этого излучения. Интерференционные светофильтры действуют по принципу интерференции волн электромагнитного излучения.
УФ-спектрофотометрию применяют как для качественного, так и количественного анализа, в основном - для изучения жидких образцов, но этим методом пользуются и для анализа газообразных и твердых веществ. Фазовое состояние образца имеет большое влияние на природу переходов, наблюдаемых в УФ-и световой участках спектра поглощения.
Поглощение УФ или светового излучения обычно приводит к переходу молекулы от одного из участков колебательных уровней основного электронного состояния на колебательный уровень возбужденного электронного состояния. Каждый из этих переходов соответствует некоторому изменению энергии, поэтому может происходить только в результате поглощения фотона, который имеет такую же энергию.
Спектральные методы анализа основаны на изучении спектров излучения, поглощения и рассеяния.
Излучение или поглощение квантов энергии электромагнитного излучения атомами или молекулами вещества, определяется, можно рассматривать как процесс возникновения характеристических сигналов, дают представление о количественном состоянии вещества.
Интенсивность аналитического сигнала пропорциональна количеству частиц, повлекших его, а именно количества вещества, определяется, или ее компонентов.
Спектральные методы предоставляют широкие возможности для наблюдения за соответствующими аналитическими сигналами в различных участках спектра электромагнитного излучения и их изучения.
Зависимость между концентрацией вещества в растворе и поглощением излучения определяется по закону Бугера - Бера: оптическая плотность раствора прямо пропорциональна концентрации окрашенного вещества, анализируется, и толщине слоя раствора:
D = пьесе, (4.4)
где D - оптическая плотность;
Есть - молярный коэффициент поглощения;
С - концентрация, моль / л;
l - толщина слоя раствора, см.
Оптические методы делятся на оптическую молекулярную оптическую атомную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы участка спектра от 100 до 800 нм является следствием электронного перехода в молекулах, во втором - в атомах.
Наиболее широко на практике применяют фотометрические средства молекулярного спектрального анализа, основанные на измерении интенсивности светового потока, прошедшего через кювету с раствором, который изучается. Для этого анализа используются химические реакции, при которых вещество, определяется, переходит в окрашенную соединение. Это вызывает изменение окраски раствора, изучается. Световой поток воспринимается фотоэлементом, в котором световая энергия преобразуется в электрическую. Возникает электроток, который измеряют гальванометром.
В фотометрическом анализе рассматривают поглощение электромагнитного излучения в УФ-или видимой областях спектра. Наиболее употребительные методы фотометрического анализа базируются на поглощении в участках спектра (интервал длины - 400-780 нм). Это дает возможность получить много интенсивно окрашенных соединений, пригодных для фотометрического определения.
Химические реакции, применяемые в данном методе, должны обязательно сопровождаться возникновением, изменением или поглощением света раствором.
Например, данным методом определяют наличие белка в жидкостях с сульфосалициловой кислотой, им пользуются для определения креатин-фосфокиназы, эритроцитов в крови и моче, оксида углерода в крови, наличия углеводов в различных средах.
Методом спектрофотометрии определяют наличие того или иного компонента за изменением интенсивности окраски раствора. Монохроматическое излучение применяется здесь как в световой, так и прилегающих к ней УФ-и ИК-областях спектра. Преобразование световой энергии в электрическую происходит в фотоэлементе. Пучок монохроматического света получают с помощью светофильтров. Согласно (4.4), сила электротока прямо пропорциональна интенсивности освещения. По сравнению с фотометрическим методом спектрофотометрия обеспечивает получение более точных результатов.
Большинство ионов металлов - железа, бария, висмута, кадмия, марганца, меди, ртути, свинца, серебра, таллия, хрома, цинка-определяют спектрофотометрическим методом. Как реактивы применяют о фенантролин, малахитовый зеленый, дифенилкар-базидий т.п..
Физико-химические методы анализа органических соединений, как правило, включают предварительное выделение компонентов, отделения их от примесей. Так, белки обычно гидролизуют с образованием аминокислот, которые разделяют. По реакции с нингидрином определяемых количественно спектрофотометрическим методом на длине волны 575 нм.
Для количественного определения некоторых соединений, например барбитуратов, пользуются Фотоколориметрические и спектрофотометрическими методами. Алкалоид опия (папаверин) также идентифицируется в УФ-области спектра. Анион-активные синтетические моющие средства, которые образуют с метиленовым синим комплексные соединения, окрашенные в синий цвет, определяют спектрофотометрическим методом при красном светофильтре. Нитрит-ион при взаимодействии с реагентом 2,7 дегидроксинафталином образует нитрозосоединения, которая также определяется спектрофотометрическим методом.