Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

Podobne dokumenty
IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Spektrometria w bliskiej podczerwieni - zastosowanie w cukrownictwie. Radosław Gruska Politechnika Łódzka Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności

Ćwiczenie 3 ANALIZA JAKOŚCIOWA PALIW ZA POMOCĄ SPEKTROFOTOMETRII FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

PODSTAWY BARWY, PIGMENTY CERAMICZNE

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

ANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE. Instrukcja wykonawcza

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

Kolorymetryczne oznaczanie stężenia Fe 3+ metodą rodankową

BARWY W CHEMII Dr Emilia Obijalska Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej UŁ

Metody spektroskopowe:

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Własności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?

SPEKTROFOTOMETRIA UV-Vis. - długość fali [nm, m], - częstość drgań [Hz; 1 Hz = 1 cykl/s]

BARWY W CHEMII Dr Emilia Obijalska Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej UŁ

Fale elektromagnetyczne to zaburzenia pola elektrycznego i magnetycznego.

Instrukcja do ćwiczeń

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Dzień dobry. Miejsce: IFE - Centrum Kształcenia Międzynarodowego PŁ, ul. Żwirki 36, sala nr 7

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Katedra Fizyki i Biofizyki instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dla kierunku Lekarskiego

17. Który z rysunków błędnie przedstawia bieg jednobarwnego promienia światła przez pryzmat? A. rysunek A, B. rysunek B, C. rysunek C, D. rysunek D.

- 1 - OPTYKA - ĆWICZENIA

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Wprowadzenie do technologii HDR

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

ĆWICZENIE NR 3 POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE

Pracownia fizyczna dla szkół

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA ATOMOWA SPEKTROMETRIA EMISYJNA FLUORESCENCJA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA MAS

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ

PODSTAWY METODY SPEKTROSKOPI W PODCZERWIENI ABSORPCJA, EMISJA

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

Pojęcie Barwy. Grafika Komputerowa modele kolorów. Terminologia BARWY W GRAFICE KOMPUTEROWEJ. Marek Pudełko

Ćw. 5 Absorpcjometria I

ELEMENTY ANALIZY INSTRUMENTALNEJ. SPEKTROFOTOMETRII podstawy teoretyczne

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

Ćwiczenie BADANIE WIDM OPTYCZNYCH ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU O 9 O 12 Instrukcja dla studenta

Sprawozdanie z badania potwierdzających tożsamość substancji Oliwa Ozonowana

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS

Promieniowanie cieplne ciał.

Spektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Dlaczego niebo jest niebieskie?

Zaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka materialnego A. B.

Jaki kolor widzisz? Doświadczenie pokazuje zjawisko męczenia się receptorów w oku oraz istnienie barw dopełniających. Zastosowanie/Słowa kluczowe

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Pod wpływem enzymów forma trans- retinalu powraca do formy cis- i powoli, w ciemności, przez łączenie się z opsyną, następuje resynteza rodopsyny.

Zjawisko interferencji fal

Efekt cieplarniany i warstwa ozonowa

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

OP6 WIDZENIE BARWNE I FIZYCZNE POCHODZENIE BARW W PRZYRODZIE

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

Lekcja 81. Temat: Widma fal.

Ćwiczenie 375. Badanie zależności mocy promieniowania cieplnego od temperatury. U [V] I [ma] R [ ] R/R 0 T [K] P [W] ln(t) ln(p)

ĆWICZENIE 9 WŁASNOŚCI OPTYCZNE MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH. (1) gdzie υ prędkość rozchodzenia się światła (w próżni wynosi m/s). 1.

Kierunek: Elektrotechnika wersja z dn Promieniowanie optyczne Laboratorium

Wstęp do astrofizyki I

SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY

ANALIZA INSTRUMENTALNA

dr inż. Beata Brożek-Pluska SERS La boratorium La serowej

Ćwiczenie II Roztwory Buforowe

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

Ćwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp

7. Wyznaczanie poziomu ekspozycji

Załącznik nr 1. Wytyczne do konstrukcji fotochromowych dozymetrów promieniowania nadfioletowego

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz. Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab.

Marek Jan Kasprowicz Mateusz Suchanek. Zakład Fizyki AR w Krakowie Krasiczyn, wrzesień 2007

SKUTECZNOŚĆ IZOLACJI JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

Badania optyczne monokryształów podwójnej soli siarczanu dwuglicyny i siarczanu amonu

Techniczne podstawy promienników

Zjawisko interferencji fal

Zastosowanie spektroskopii UV/VIS do określania struktury związków organicznych

Promieniowanie podczerwone (ang. infrared IR) obejmuje zakres promieniowania elektromagnetycznego pomiędzy promieniowaniem widzialnym a mikrofalowym.

SPEKTROSKOPIA SPEKTROMETRIA

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

SPEKTROFOTOMETRYCZNA ANALIZA ZAWARTOŚCI SUBSTANCJI W PRÓBCE

cykloheksan benzen p-nitrofenol

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

Zarządzanie barwą w fotografii

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)

Transkrypt:

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM Światło słoneczne jest mieszaniną fal o różnej długości i różnego natężenia. Tylko część promieniowania elektromagnetycznego jest widoczna dla człowieka, co pokazano na rys. l. Na rysunku tym pokazano podział promieniowania elektromagnetycznego na różne zakresy w zależności od jego energii. Fale radiowe mikrofale podczerwień nadfiolet rentgenowskie, Hz 3 10 10 3 10 11 3 10 12 3 10 13 3 10 14 3 10 15 3 10 16 3 10 17 3 10 18 *, cm -1 1 10 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8, cm 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8, J 2 10-23 2 10-22 2 10-21 2 10-20 2 10-19 2 10-18 2 10-17 2 10-16 2 10-15 oznacza promieniowanie widzialne Rys. l. Widmo promieniowania elektromagnetycznego Promieniowanie elektromagnetyczne oddziaływuje z materią a oddziaływanie to zależy zarówno od właściwości promieniowania jak i materii. Pochłanianie promieniowania przez materię powoduje zmiany energii rotacji, oscylacji oraz stanów elektronów w atomach, drobinach (zespołach atomów) i cząsteczkach. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materią w zakresie widzialnym może spowodować pojawienie się barwy. Barwa jest wynikiem pochłaniania (absorpcji) części promieniowania świetlnego o pewnej długości fali. W przypadku związków metali przejściowych np. barwa wynika z przejścia elektronów między różnymi stanami energetycznymi orbitali 3d i 4f. Istnieją pewne reguły wiążące barwę przedmiotu z rodzajem pochłanianego promieniowania. Substancje zawierające cząsteczki pochłaniające światło czerwone odbijają promieniowanie o pozostałych długościach fali obecne w świetle białym (słonecznym). W świetle odbitym dominują wówczas promieniowanie niebieskie i zielone decydujące o barwie substancji obserwowanej przez zmysł wzroku. Substancje pochłaniające promieniowanie niebieskie i zielone odbijają promieniowanie żółte oraz czerwone i wydają się dla oka pomarańczowe. Absorpcja światła podczerwonego powoduje zmiany oscylacji atomów wewnątrz drobin bądź też ruchu obrotowego lub przemieszczania całych drobin. Pochłanianie promieniowania nadfioletowego powoduje wyrywanie elektronów z zewnętrznych orbitali. Zmiany powodowane promieniowaniem podczerwonym i ultrafioletowym nie dają się zaobserwować za pomocą wzroku.

Do tego służą spektrofotometry. Pochłonięcie promieniowania, które posiada częstość v oznacza, że cząsteczki obecne w próbce pochłaniają kwant energii hv, a zatem przechodzą od energii E' do energii E" co opisuje równanie l. E E = h (l). Zamiast częstości v wyrażonej w s -1 częściej posługujemy się wielkością od niej proporcjonalną zwaną liczbą falową v*, która stanowi odwrotność długości fali użytego promieniowania. gdzie v* - liczba falowa, cm -1 - długość fali, w jednostce długości - częstość, s -1 v* = l/.= /c, c - prędkość światła, cm/s. Rejestrator w spektrofotometrze kreśli zwykle na osi rzędnych przepuszczalność (transmisję T, która jest stosunkiem natężenia promieniowania opuszczającego próbkę I od natężenia promieniowania padającego I O, tzn. T = I/I O ) jako funkcję liczby falowej promieniowania. Na rysunkach 2-6 pokazano widma pochłaniania promieniowania podczerwonego przez kwarc (SiO 2 ), kalcyt (CaC0 3 ), goslaryt (ZnS04), hematyt (Fe 2 O 3 ), i kwas palmitylowy (C 15 H 31 COOH). Na rysunkach 7-8 podano widma pochłaniania roztworów wodnych K 2 Cr 2 O 7 i NiSO 4 a na rys.9 widma w świetle widzialnym wodnych roztworów CuS0 4 o różnych stężeniach. WYKONANIE ĆWICZENIA l. Spektroskopia w podczerwieni. Analiza jakościowa substancji chemicznych Odważ w małym naczyńku wagowym dokładnie 0.0015g otrzymanej od prowadzącego ćwiczenia substancji. Dodaj do tego samego naczyńka 100 mg KBr. Zmieszaj dokładnie obie substancje za pomocą bagietki szklanej. Przesyp całość do moździerza agatowego i dokładnie utrzyj na proszek. Następnie przenieś uzyskaną mieszaninę do pastylkarki, umieść pastylkarkę w prasie hydraulicznej i sporządź pastylkę. UWAGA: Nie wolno przekroczyć ciśnienia wywieranego przez prasę hydrauliczną na pastylkarkę oznaczonego na manometrze na czerwono, gdyż prasa ulegnie zniszczeniu! Pastylkę umieść w specjalnej ramce, którą wstaw do spektrofotometru Specord 71 IR. Sporządź widmo w podczerwieni w zakresie liczby falowej 4600-700 cm -1. Porównaj uzyskane widmo z widmami wzorcowymi pokazanymi na rys. 2-6. Podaj nazwę mineralogiczną i wzór chemiczny analizowanej substancji. W jakim zakresie fal zachodziła absorpcja? 2. Spektroskopia w zakresie widzialnym a) analiza jakościowa zakresie widzialnym Pobierz od prowadzącego ćwiczenia roztwór wodny nieznanej substancji. Wlej do kuwety szklanej 1cm 3 roztworu i sporządź widmo za pomocą spektrofotometru SPECORD UV VIS. Porównaj uzyskane widmo ze spektrami roztworów wodnych substancji wzorcowych. Podaj wzór chemiczny badanej substancji. W jakim zakresie fal badana substancja pochłania promieniowanie? W oparciu o tabelę l podaj jak można objaśnić barwę badanego roztworu?

Tabela l Długości fal świetlnych w obrębie widzialnych części widma Barwa długość fali [nm] fiołkowa 397-424 błękitna niebieska 424-455 455-492 zielona 492-575 żółta 575-589 pomarańczowa czerwona 589-647 647-723 b) analiza ilościowa roztworów siarczanu miedzi Za pomocą SPECORDU UV Vis sporządź widmo w zakresie widzialnym otrzymanego do analizy roztworu CuS0 4. Uzyskane widmo powinno być jakościowo identyczne z widmami pokazanymi na rys. 9 lecz różniące się jedynie intensywnością pasm pochłaniania ( wysokością pików ). Sporządź krzywą kalibracyjną dla widm wzorcowych roztworu CuS0 4 kreśląc zależność : wysokość pasma pochłaniania przy cm -l względem stężenia siarczanu miedzi w skali logarytmicznej. Jakie było stężenie badanego roztworu CuS0 4 Zwróć uwagę na to, aby widma i wykresy miały dokładnie opisane osie tzn. miały podaną nazwę wielkości i ich wymiar. Każdy rysunek powinien także posiadać numeru i tytuł.

30 28 26 24 22 20 18 16 14 x 100cm -1 Liczba falowa Rys. 7