Презентация Методы аналитического контроля в производстве материалов современной энергетики. Физические основы методов онлайн

Содержание слайда: Методы аналитического контроля в производстве материалов современной энергетики Часть 1 1  ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ

Содержание слайда: Типы энергетических уровней и переходов

Содержание слайда: Таблица 1 – Области электромагнитных волн

Содержание слайда: Поглощение энергии Е = Еэл. + Екол.+ Евр. в соответствии с принципом Франка-Кондона: во время электронного перехода и последующей ионизации межъядерные расстояния (и, следовательно, геометрия) в ионизируемой молекуле не изменяются.

Содержание слайда: Основной закон светопоглощения Связь между интенсивностями световых потоков I0, I с концентрацией поглощающего вещества и толщиной слоя раствора устанавливает объединённый закон Бугера-Ламберта-Бера.

Содержание слайда: Спектр поглощения – зависимость интенсивности поглощения от энергии падающего на образец света или от длины волны.

Содержание слайда: Спектр поглощения является качественной характеристикой исследуемого вещества, а количественной – оптическая плотность (А) при определенной длине волны, или молярный десятичный коэффициент поглощения:

Содержание слайда: Диаграмма состояний (Яблонского)

Содержание слайда: Колебательная релаксация – очень быстрый процесс. Внутренняя конверсия до S1– 10-13 – 10-11 с, или до S0 – за 10-9 – 10-11 с. Флуоресценция (S1 → S0 + hv) за 10-7 – 10-11 Интеркомбинационная конверсия (S1 → Т n ) – 10-13 – 10-8 с. Внутренняя конверсия до Т 1 – 10-13 – 10-11 с. ИКК до (Т1 → S0 ) 10-3 –10+1 с. Фосфоресценция (Т1→ S0 + hv)

Содержание слайда: Ограничения 1. Закон Бера справедлив для разбавленных растворов. 2. Закон справедлив для монохроматического излучения. 3. Температура 4. Пучок света должен быть параллельным. 5. Свет поглощает только один тип частиц , т.е. отсутствует химическое заимодействие.

Содержание слайда: Фотоколориметрия (color – цвет) (фотометрический и спектрофотометрический методы) Рис. а) зависимость оптической плотности вещества от концентрации при соблюдении основного закона светопоглощения). б) кривая светопоглощения одного и того же вещества при соблюдении закона Бугера – Ламберта – Бера. С1  С2  С3  С4.

Содержание слайда: Спектры поглощения Рис.1.4. Способы представления спектров поглощения одних и тех же растворов. (С1 : С2 : C3 = 1 : 2 : 3).

Содержание слайда: Основные характеристики спектра Рис.1.5. Полоса поглощения.

Содержание слайда: Влияние растворителя

Содержание слайда: Регистрация спектров поглощения Рис.1.6. Блок-схема приборов для измерения поглощения излучения. 1 – источник излучения; 2 – монохроматор; 3 – кюветы с исследуемым раствором и растворителем; 4 – приемник излучения; 5 – измерительное или регистрирующее устройство.

Содержание слайда: Регистрация спектров поглощения Оптическая схема спектрофотометра СФ-26

Содержание слайда: Схема матричного спектрофотометра

Содержание слайда: Детектирование ионов – электронный умножитель

Содержание слайда: Спектральные характеристики отсекающих светофильтров Спектральные характеристики интерференционных светофильтров

Содержание слайда: фотоколориметры Принципиальная схема фотоколориметра:

Содержание слайда: Основные этапы анализа в фотометрии – перевод анализируемого образца в раствор и отделение, в случае необходимости, мешающих компонентов; – выбор фотометрической формы вещества и проведение химических реакций для получения окрашенного соединения (если определяемое вещество не обладает интенсивным собственным поглощением) – установление области концентраций, в которой выполняется основной закон светопоглощения: – измерение оптической плотности исследуемого раствора; – расчет содержания вещества в анализируемой пробе и его метрологическая оценка.

Содержание слайда: Метрологические характеристики метода Чувствительность характеризуется углом наклона градуировочного графика. Тангенс угла наклона равен молярному коэффициенту поглощения. Если принять минимальное значение оптической плотности, измеренное с необходимой точностью, Аmin = 0,01, можно рассчитать минимально определяемую концентрацию: При величинах   105 чувствительность определения может составлять 10–7–10–6 М.

Содержание слайда: Метрологические характеристики метода Воспроизводимость. С/C имеет минимальное значение при Т = 0,37 или оптической плотности А = 0,435. А в интервале 0,1–1,0 Правильность. отклонения от закона Бера немонохроматичность наличии примесей Точность Обычная относительная погрешность фотометрических методов составляет 1–2%.

Содержание слайда: Анализ однокомпонентных систем фотометрическим методом Метод сравнения оптических плотностей стандартного и исследуемого соединений Метод молярного коэффициента поглощения Метод градуировочного графика

Содержание слайда: Анализ однокомпонентных систем фотометрическим методом Метод добавок если строить график Ах+ст как функции Сст, то получится прямая, экстраполяция которой до пересечения с осью абсцисс дает отрезок, равный –Сх. Действительно, при Ах+ст = 0 из уравнения (1.16) следует, что –Сст = Сх.

Содержание слайда: Метод дифференциальной фотометрии Метод высокого поглощения (Со  Сх). Метод низкого поглощения (Со  Сх). Метод двухстороннего дифференцирования (метод предельной точности)

Содержание слайда: Определение смеси светопоглощающих веществ Спектры поглощения веществ А и В (а) и зависимость А – В от длины волны (б).

Содержание слайда: Принципы разложения спектров

Содержание слайда: Другие области применения молекулярной абсорбционной спектроскопии Фотометрическое титрование. Исследование равновесий в растворах.

Содержание слайда: СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЛЕКУЛ И ИОНОВ 2UО2+ + 4Н+ = UO22+ + U4+ + 2Н20.

Содержание слайда: Неорганические ионы уранилацетат

Содержание слайда: Органические соединения Аромати-ческие соединения Диены

Содержание слайда: Сопряженные двойные связи

Содержание слайда: Спектры поглощения органических соединений ε ≥ 103 ( дм3 / моль·см). ароматические соединения, а также непредельные производные альдегидов, кетонов, кислот и аналогичных веществ, в молекулах которых имеется сопряжение как минимум двух кратных связей.

Содержание слайда: Влияние структуры молекулы на λмакс λмакс = 215 + Δλнм λмакс = 197 + Δλнм Фурилполиеновые альдегиды

Содержание слайда: Инфракрасная спектроскопия

Содержание слайда: Источники ИК- излучения Глобар Газоразрядный лазер, генерирующий излучение на колебательно-вращательных переходах молекулы СО . Непрерывный газовый лазер на молекулах СО2 . Инфракрасные спектрометры с преобразованием Фурье

Содержание слайда: Детекторы ИК-излучения 1 - цилиндр самописца, 2 - кюветное отделение, 3 - тумблер включения электроники "Mains", 4 - тумблер включения источника ИК-излучения "Operation", 5 - ручка регулировки щелевой программы "Energy", 6 – ручка установки базовой линии "100%", 7 - ручка включения развертки спектра на 5 или 15 мин "Scan", 8 - регулировка усиления "Gain", 9 - пучок образца, 10 -пучок сравнения.

Содержание слайда: Диапазоны ИК- спектров и их использование

Содержание слайда: ИК- спектр этанола, записанный из плёнки вещества в режиме пропускания

Содержание слайда:

Содержание слайда: ИК

Содержание слайда: Терагерцовое излучение Максимальный допустимый диапазон ТГц частот 1011—1013 Гц, диапазон длин волн 3—0,03 мм соответственно. Такие волны ещё называются субмиллиметровыми, если длина волны попадает в диапазон 1—0,1 мм.

Содержание слайда: Фотолюминесценция Блок-схема фотолюминометра

Содержание слайда: Фотолюминесценция Спектры поглощения (А), флуоресценции (Б) и фосфоресценции (В) одного соединения

Содержание слайда: Кинетика и тушение ФЛ Константа тушения Штерна-Фольмера, определяемая из уравнения: F/Fо = 1/( 1 + KШФ[Q]) KШФ τ [Q]1/2 = 1

Содержание слайда: Светосоставы постоянного действия (РЛИ) РЛИ

Содержание слайда: Литература Аналитическая химия. Проблемы и подходы. Кн.2. –М.: Мир, 2004.-728 с. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа –М.: Высш. шк., 2005. - 559 с. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн. 2. Физико-химические методы анализа. – М.: Дрофа, 2004. - 383 с. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Основные положения. Экспериментальная техника и методы. - М.: Наука, 1985. - 375 с. Инструментальные методы анализа функциональных групп органических соединений /Под ред. С. Сиггиа – М.: Мир, 1974. - 465с. Мельников М.Я. Электронно - возбужденные радикалы. В сб. Физическая химия. Современные проблемы. - М., Химия, 1987. - С. 48 - 88. Дайер Д.Р. Приложения адсорбционной спектроскопии органических соединений. - М., Химия, 1970. - 163 с.