7/31/2019 Spectrometria de absorbie n UV

1/4

Spectrometria de absorbie n UV-VIS

Principii generale

Una dintre primele metode instrumentale aprute i utilizate frecvent n practicalaboratoarelor de analize chimice din zilele noastre este metoda bazat pe absorbia luminiidin domeniul vizibil (domeniu notat n literatura internaionala VIS). Se cunosc mai multevariante importante pentru aceast metod: colorimetria, fotometria i spectrofotometria.

Colorimetria, una dintre tehnicile extrem de mult utilizate n practica analitic,reprezint varianta n care intensitatea culorii probei se compar vizual sau instrumental,n lumin alb , cu un set de soluii etalon - preparate n condiii absolut identice cu proba.

Fotometria i spectrofotometria msoar instrumental lumina transmis de o soluiecolorat lucrnd cu o surs de lumin monocromatic.

Legea Lambert Beer reprezint legea de baz folosit n analizele saudeterminrile spectrofotometrice.

InstrumentaiaOrice spectrofotometru reprezint o reuniune de 4 pri componente distincte:(1)

sursa, (2)sistemul dispersiv sau monocromatorul, (3) detectorul i (4) nregistratorul .Ultimul, poate fi un simplu dispozitiv de citire a rezultatului nregistrarea fcndu-semanual. Exist o gam foarte larg de spectrofotometre, deosebirea constnd n domeniulde lungimi de und acoperit, n puterea de dispersie a monocromatorului, n naturadetectorului, n mediul optic traversat sau chiar n principiul de construcie alinstrumentului n ansamblu.

Sursele luminoase cele mai obinuite utilizate n domeniul UV-VIS, suntlampa cuincandescen prevzut de obicei cu filament incandescent de W - deosebindu-se de becurile electrice obinuite prin aceea c zona de ieire a radiaiei este confecionat dinsticl de cuar - ilampa cu deuteriu prevzut cu arc de descrcare n deuteriu, aflat la o presiune medie (ceea ce asigur un spectru continuu).

Sistemul dispersiv sau monocromatorul poate fi, n vizibil, un filtru colorat dinsticl sau material plastic transparent dar i un filtru cu interferen, iar n UV-VIS o prism confecionat din cuar sau, n ultimul timp, sisteme bazate pe reele plane sauconcave cu circa 1200 trsturi per mm. Aceste reele sunt integrate n monocromatoarecare permit extragerea unei zone nguste din spectrul UV-VIS.

Detectorul transform semnalul luminos n semnal electric. Acest dispozitiv daadar un semnal proporional cu intensitatea care iese din celula de msur. Intensitateasemnalului recepionat va depinde de lungimea de und - deci de lungimea de undselecionat prin poziia oglinzii - dar i prin deschiderea fantelor de intrare, respectiv deieire, din monocromator.

7/31/2019 Spectrometria de absorbie n UV

2/4

Spectrometria de absorbie n IR

Introducere

Domeniul infrarou (IR) al spectrului undelor electromagnetice conine radiaii culungimi de und cuprinse ntre 0.8 i 1000m. La ora actual se cunosc i se aplic un grupde metode de analiz chimic care valorific semnalele obinute prin absorbia radiaiilor din acest domeniu. Domeniul amintit, poate fi divizat la rndul su n trei subdomenii:

Irapropiat (ntre 0.8 i 2.5m), IR-mediu (ntre 2.5-25m) i IR-ndeprtat (peste 25m).Domeniul mediu se mai numete i IR fundamental . Acesta este cel mai bogat n

informaii i cel mai accesibil experimental. n vorbirea obinuit este domeniul IR careservete n mod curent att pentru analiza chimic ct i pentru recunoaterea calitativ a

combinaiilor anorganice, organice sau naturale dar i n determinri de structur chimic.Domeniul IR apropiat, destul de srac n benzi de absorbie specifice anumitor legturi, areo importan mare tocmai n aplicaii cantitative ale lichidelor. Domeniul IR ndeprtat estenc n studiu.Aparatura

Primele instrumente comerciale pentru domeniul IR au aprut nc din anii 1940.Diversitatea extraordinar de aparate utilizate astzi n cele mai diferite domenii se

poate mprii n trei categorii: Fotometre nedispersive bazate pe filtre simple formate uneori chiar din gazele deanalizat. Aceste pot fi monocanal sau comparative. Spectrometre bazate pe dispersia luminii (folosind prisme sau monocromatoare bazate pedifracie i interferen) i care pot fi prevzute cu dou canale sau monocanal (cu sau frchopper). Spectrometre bazate pe transformata Fourier , care permit intrarea n celul a ntreguluidomeniu spectral i care sesizeaz interferometric liniile caracteristice de absorbie. Acesteinstrumente, datorit unei rezoluii mai bune i a rapiditii, datorate cuplrii cucalculatorul, n ultimul timp au devenit preferate.

Analiza prin absorbie atomic (AA)

7/31/2019 Spectrometria de absorbie n UV

3/4

Metodaanalizei prin absorbie atomic (AA), introdus n analiza chimic din anul1952 de ctre australianul A. Walsh , se bazeaz pe fenomenul cunoscut cu aproape o sutde ani nainte (1859) - descoperit de germanul G. R. Kirchhoff - i anumeinversia liniilor

spectrale . Principiul, stabilit pe baze experimentale, se poate enuna sub form de legefizic -legea lui Kirchhoff - astfel: fiecare element chimic absoarbe acele radiaii pe carele poate emite n aceleai condiii, bine determinate, de temperatur i presiune . Primulinstrument folosit a fost o improvizaie pentru a se obine absorbia atomic n cadrul unuifotometru cu flacr (un spectrometru de emisie n care excitarea atomilor se realizeazntr-o flacr).Acesta, ca i celelalte instrumente care au urmat, msoar concentraia unuielement dintr-o prob, prin determinarea absorbiei realizate de ctre atomii probei, aduintr-o flacr sau, mai general, n faz gazoas (la o temperatur suficient de ridicat)

asupra unei radiaii monocromatice furnizate de o surs extern. Evident c radiaiarespectiv este astfel aleas nct s fie caracteristic unui anumit atom.Spectrometrul deabsorbie atomic msoar radiaia absorbit de atomii care rmn n stare fundamental(neexcitai) n stare gazoas.Principiul metodei

Ionii din soluia de analizat, prin pulverizare (sau nebulizare) ptrund o dat cugazul purttor ntr-o zon cu temperatura ridicat (de ex. o flacr) i devin atomi. Acetia

trebuie adui ntr-o stare energetic potrivit n vederea favorizrii absorbiei i reducerii laminim a emisiei. Acest lucru se realizeaz n flcri cu temperaturi din domeniul 20003000K (obinute de exemplu folosind arztoare cu aer-acetilen).Modul n care se producatomii metalici n stare gazoas este descris mai amnunit ncontinuare . La aspirareasoluiei ntr-o flacr se petrec, ntr-o succesiune rapid, urmtoarele etape:evaporareasolventului pn la un reziduu solid;vaporizarea solidului i disocierea n atomiicomponeni, care dau, ntr-o prim etap, atomi n stare fundamental;final, o parte dinatomii de la punctul b) pot fi adui n stare excitat, prelund cldura din flacr idevenind atomi excitai, care constituie ei nii surse de radiaii. Spectrul de emisierezultant const din linii caracteristice mai ales ale atomilor dar i ale ionilor excitai care pot aprea . O parte dintre atomi se pot transforma i n alte specii MO, MOH cnd nu maiiau parte la procesul de absorbie atomic.

Cromatografia de gaze (GC)

7/31/2019 Spectrometria de absorbie n UV

4/4

Aceast tehnic cromatografic este printre cele mai rspndite i totodat este prima dintre metodele de analiz cromatografic aplicat pe scar larg n analizelechimice.

Compuii amestecului supus separrii nu trebuie s fie neaprat gaze, ci pot s fie ilichide sau chiar solide volatile. Substanele de analizat se introduc n coloana de separare,la o temperatur potrivit, prin intermediul unui dispozitiv de introducere a probei. Singurarestricie este temperatura de vaporizare care uneori poate fi mai mare dect temperatura dedescompunere a substanelor de analizat. n aceste cazuri se poate recurge la alte tehnicicromatografice care au ca eluent un lichid sau fluid supracritic. De asemenea, se mai potrealiza, nainte de introducerea probei n cromatograf, nite derivai (compui noi), volatili,

utiliznd anumite reacii chimice specifice, procedeu denumitderivatizare . Uurina cucare se pune la punct o analiz nou, sensibilitatea sa, posibilitatea de automatizare precumi largile posibiliti de aplicare sunt avantajele principale ale acestei metode. Printredomeniile n care GC i-a cucerit un loc de prim rang sunt: petrochimia, industriafarmaceutic, protecia mediului, analiza aromelor, igiena i criminalistica.Cromatograful de gaze

Instrumentul care realizeaz separrile i totodat analiza n GC poart numele decromatograf de gaze.