(kvalitatívna, kvantitatívna).

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "(kvalitatívna, kvantitatívna)."

Ἐλιούδ Κόρακας
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 3. FUNKČNÁ ANALÝZA (kvalitatívna, kvantitatívna). Inštrumentálne analytické metódy: Infračervená a Ramanova spektrometria. UV/VIS molekulová absorpčná spektrometria. Röntgenová spektrometria. Spektrálne metódy Nukleárna magnetická rezonancia. Hmotnostná spektrometria. Polarografické a voltametrické metódy.

2 SPEKTRÁLNE METÓDY V ORGANICKEJ ANALÝZE. Princíp: elektromagnetické žiarenie + vzorka signál, signál analytická informácia kvalitatívna (dôkaz, čo?) kvantitatívna (stanovenie, koľko?), elektromagnetické žiarenie = rôzne druhy žiarenia usporiadané podľa energie (E), resp. vlnovej dĺžky (λ), resp. frekvencie (ν), resp. vlnočtu ( ν )...

3 Elektromagnetické žiarenie dualistický charakter: vlnový - elektrická (E) a magnetická (M) zložka korpuskulárny (časticový) - prúd fotónov

4 Elektromagnetické žiarenie - charakterizácia: Einsteinova rovnica: frekvencia hmotnosť častice c = rýchlosť svetla vo vákuu (2, m s -1 ) h = Planckova konštanta (6, J s) λ = h. c E = h. ν = = mc λ h m. v vlnová dĺžka 2 rýchlosť častice

6 IR VIS UV

7 Základné veličiny popisujúce elektromagnetické žiarenie: Veličina Označenie Jednotka Symbol Odvodená jednotka Vlnová dĺžka λ meter m nm = 10-9 m Frekvencia ν = c/λ Herz Hz MHz = 10 6 Hz Vlnočet ν = 1/ λ m -1 cm -1 Žiarivý tok φ Joule J - Intenzita I Joule J - Energia E Joule J ev=1, J Charakteristická teplota T c Kelvin K -

8 MOLEKULOVÁ SPEKTROMETRIA (IČ, UV/VIS) molekulové spektrá molekulové orbitály energetické zmeny = rotačné, vibračné,, a elektrónov nové: E M E = E e UV/VIS + E v + E blízka IČ ďaleká IČ r

9 Molekuly a ich súčasti s neustály pohyb: Molekuly rotácia, väzby v vibrácia, elektróny excitácia cia valenčná, symetrická valenčná, asymetrická deformačná, nožnicová deformačná, kolísavá deformačná, kývavá deformačná, točivá

10 Rotácia molekúl

12 metóda založen ená na meraní absorpcie IČ I (IR) žiarenia (vlnočet cm - 1 ), 1 = = λ ν identifikácia látky l porovnaním m zo štandardom, Infračerven ervené spektrum informácie o funkčných skupinách: E h. c blízka IČI oblasť cm - 1, stredná IČ oblasť cm - 1, ďaleká IČ oblasť cm - 1. vibračno no-rotačné prechody rotačné prechody

13 Princíp: Molekula + IČI žiarenie prechod na vyšš ššiu vibračnú hladinu (v) + súčasná zmena rotačnej hladiny (j) absorpcia viacerých ch vlnových dĺžd ĺžok molekulový absorpčný pás. E 2 - E 1 = h.ν = h.c.ν

14 IČ spektrometria analýza vzoriek Kvapalné vzorky meranie v kyvetách z NaCl alebo KBr. Kyvety na kvapalné vzorky majú hrúbku 0,01 až 1,0 mm. Plynné vzorky meranie v kyvetách s dvomi bočnými kohútikmi pre napojenie na plyn.

15 IČ spektrometria analýza tuhých vzoriek rozpustenie v štandardne používaných rozpúšťadlách (CHCl 3, CCl 4 ) meranie ako kvapalné, príprava tenkého filmu rozpustením v určitom rozpúšťadle odparenie analýza, metóda lisovaných tabliet tuhé vzorky mletie v malom vibračnom mlynčeku s KBr homogénny prášok zlisovanie do tenkej tablety analýza.

16 IČ spektrum závislosť transmitancie T / % (priepustnosti), resp. A / - ν od vlnočtu / cm -1 každá väzba absorbuje IČ žiarenie inej E, resp. vlnočtu, pri absorpcii absorpčný pás = pík, zložitosť molekuly zložitosť spektra počet píkov, poloha píku = kvalita, výška píku = kvantita.

17 IČ spektrometria kvalitatívna analýza ArH

18 O-H C-O H 2 C OH T / % Ar- C-H C 8 H 10 O C=C CH 3 O T / % C-H C 6 H 10 O C=O C=C C-C H 3 C H C C H H 2 C C H 2 H C-H (d) C-X (v) (v) C-C, C-N, C-O (v + d)

20 Príklad: Elementárnou analýzou bol určený sumárny vzorec látky C 3 H 6 O 2. IČ spektrometriou bolo získané spektrum: Pomocou tabuliek príkladov vlnočtov valenčných vibrácii skupín určite o akú neznámu látku sa jedná.

21 O-H C=O C-H C-C v COOH H 3 C H 2 C COOH

22 Príklad: Pomocou tabuliek priraďte k jednotlivým číslam (1-4) v IČ spektre charakteristickú funkčnú skupinu a určite ktorá organická zlúčenina dáva uvedené spektrum. Sumárny vzorec látky je C 2 H 5 NO. Mólová hmotnosť 59,07 g mol -1.

23 C-H N-H C-C C=O O H 3 C NH 2

24 IČ spektrometria kvantitatívna analýza vzoriek Skupenstvo látky posun ν : plyn > kvapalina > tuhá látka Absorpcia žiarenia vlnočtu najintenzívnejšieho píku Lambert-Beerov zákon: 1 A = log T = log = log T A = I. l. c ν l = dĺžka absorbujúceho prostredia c = mol dm -3 I 0 I ν ν 0 ν = ν 0 kyveta I 0 I A = absorbancia T = transmitancia / % I 0 > I

25 IČ spektrometria inštrumentácia Tyčinka z SiC Žiarenie konkrétneho vlnočtu Kyvety IČ spektrometria využitie kvalitatívne určenie čistých látok, stanovenie štruktúry, kvantita.

27 vzorka + monochromatické UV/VIS žiarenie absorpcia molekulami excitácia cia neväzbov zbových, σ a π valenčných elektrónov antiväzbov zbových σ* * a π *, UV/VIS spektrometria - princíp najmodernejšia metóda = spektrofotometria = absorpčná molekulová spektrometria, E (UV/VIS) > E (IR) zmeny rotačno no-vibračno-elektrónov nové, λ = nm.

28 UV/VIS spektrometria - použitie UV/VIS spektrum informácia o alifatickom, resp. aromatickom charaktere, prítomnosti dvojitých väzieb, v identita látky l zrovnanie spektra stanovovanej látky l so spektrom štandardu.

29 Spektrofotometria inštrumentácia Spektrofotometer: 1 zdroj žiarenia (UV = Hg, deutériová výbojka, VIS = žiarovka) 2, 2 - vstupná, výstupná štrbina 3 monochromátor 4, 4 - kyvety (UV = kremeň, VIS = sklo) 5, 5 - detektor 6 - registrácia monochromátor = zariadenie na vymedzenie žiarenia určitej E, resp. λ

Chromofór C=C Príklad Ethene Excitácia π > π* λ max, nm ε Rozpúšťadlo 171 15,000 hexane Kvalita C C C=O 1-Hexyne Ethanal π > π* n > π* π > π* 180 10,000 hexane 290 180 15 10,000 hexane hexane λ max =

30 Chromofór C=C Príklad Ethene Excitácia π > π* λ max, nm ε Rozpúšťadlo ,000 hexane Kvalita C C C=O 1-Hexyne Ethanal π > π* n > π* π > π* ,000 hexane ,000 hexane hexane λ max = absorpčné maximum N=O Nitromethane n > π* π > π* ,000 ethanol ethanol C-X X=Br X=I Methyl bromide Methyl Iodide n > σ* n > σ* hexane hexane Aromatické látky cca 210 a 254 nm

31 UV/VIS spektrum Excitácia absorpcia žiarenia, A, resp. ε = f(λ). H 2 N COOH

33 Spektrofotometria kvantitatívna analýza. Vzorky plynné,, kvapalné. Priepustnosť (transmitancia): Aborbancia: T = I I 0 0 1, resp % A = 1 log T = log = T log I I 0 A = ε. l. c λ

Σχετικά έγγραφα

Metódy diagnostiky materiálov Marcel MiGLiERiNi

Metódy diagnostiky materiálov Marcel MiGLiERiNi 6. Molekulové spektroskopie spektroskopia UV/VIS infračervená spektroskopia IČ Ramanova spektroskopia Oblasti žiarenia molekulové spektroskopie o UV/VIS