Absorpční fotometrie

Transkript

1 Absorpční fotometrie - v ultrafialové (UV) a viditelné (VIS) oblasti přechody mezi elektronovými stavy v infračervené (IČ) oblasti přechody mezi vibračními stavy v mikrovlnné oblasti přechody mezi rotačními stavy

2 Absorpční fotometrie

3 Absorpční fotometrie -přechody mezi elektronovými stavy E el E vib vibrační struktura elektronového spektra vibračně-rotační struktura -přechody mezi vibračními stavy E vib E rot rotační struktura vibračního spektra -přechody mezi rotačními stavy čistě rotační spektrum

4 Absorpční fotometrie - základní obecné schéma instrumentace Τ = Φ Φ 0

5 Absorpční fotometrie - jednopaprsková instrumentace

6 Absorpční fotometrie - dvoupaprsková instrumentace v prostoru

7 MOLEKULOVÁ absorpční/reflexní spektrometrie - VIDITELNÁ a UV oblast SROVNÁVACÍ PAPRSEK MĚRNÝ PAPRSEK

8 Absorpční fotometrie - dvoupaprsková instrumentace v čase

9 Absorpční fotometrie - mnohakanálová detekce

10 Absorpční fotometrie - základní veličiny PROPUSTNOST Τ λ = Φ λ Φ λ0 ABSORBANCE A = logτ λ λ MOLÁRNÍ ABSORPČNÍ KOEFICIENT A = λ ε λ l c

11 Absorpční fotometrie SPEKTRA - závislost Τ, A nebo ε na - vlnové délce λ - vlnočtu - frekvenci energii fotonů Absorbance Wavelength (nm) MOLEKULOVÁ SPEKTRA -pásy -oddělené -překrývající se

12

13 - 6 TYPŮ přechodů 1) σ - σ* - nejvyšší energie přechodu 2) n - σ* 3) π - π* 4) n - π* 5) přenos náboje (CT charge-transfer) (MLCT) 6) přechody v ligandovém poli (LF) (d - d) - nejnižší energie přechodu

14 1) σ - σ* PŘECHODY - orbitaly od jednoduchých vazeb - absorpce ve vzdálené UV oblasti pod 180 nm ( vakuové UV ) LÁTKY vykazující pouze σ - σ* PŘECHODY - - VHODNÁ ROZPOUŠTĚDLA pro běžnou UV-vis spektrometrii příklad - nasycené alifatické uhlovodíky

15 2) n - σ* PŘECHODY - orbitaly s nevazebnými elektrony - heteroatomy (substituenty) nesoucí elektronový pár - O, Cl - absorpce pod 200 nm - VHODNÁ ROZPOUŠTĚDLA pro běžnou UV-vis spektrometrii CH 3 Cl (λ max = 173 nm) CH 3 OH (λ max = 184 nm)

16 2) n - σ* PŘECHODY - N, S, Br, I - nad 200 nm - více heteroatomů v molekule posun λ max k vyšším hodnotám CH 3 I (λ max = 259 nm) CH 2 I 2 (λ max = 292 nm) CHI 3 (λ max = 349 nm)

17 3) π - π* PŘECHODY - dvojné vazby -C=C- - více konjugovaných dvojných vazeb posun λ max k vyšším hodnotám -C=C- (λ max = 170 nm) -C=C-C=C- (λ max = 220 nm) -C=C-C=C-C=C- (λ max = 260 nm) -C=C-C=C-C=C-C=C- (λ max = 300 nm) -C=C-C=C-C=C-C=C-C=C- (λ max = 340 nm)

18 4) n - π* PŘECHODY - dvojné vazby a atomy nesoucí elektronový pár -C=O, -C=S, -C=N- - mnohdy možný jak π - π*, tak n - π* přechod - energie přechodu n - π* nižší vůči energii přechodu π - π* v téže molekule na téže funkční skupině - energie přechodu n - π* silně ovlivněna typem atomu nesoucím elektronový pár

19 CHROMOFORY - skupiny odpovědné za absorpci záření AUXOCHROMY - skupiny způsobující posun absorpčních maxim - skupiny způsobující zvýšení intenzity pásů --OH, -NH 2, halogeny - vliv na změnu dipolového momentu při přechodu

20 EFEKTY ROZPOUŠTĚDEL - polarita rozpouštědel - vliv na polohu n - π* přechodů - růst polarity - modrý posun - pokles polarity - červený posun - vliv na polohu π - π* přechodů - růst polarity - červený posun - pokles polarity - modrý posun

21 EFEKTY ROZPOUŠTĚDEL

22 5) přenos náboje (CT charge-transfer) přenos elektronu z jedné části molekuly na druhou - donor a akceptor elektronu např. MLCT - metal to ligand charge transfer LMCT - ligand to metal charge transfer Fe 2+ a o-fenathrolin benzen a jod toluen a chloroform

23 6) přechody v ligandovém poli (LF) (d - d) - nejnižší energie přechodu - přechody ve viditelné až blízké infračervené - sejmutí degenerace d-orbitalů d vlivem - geometrická struktura komplexů oblasti ligandového pole - oktaedrické pole - např. 6 jednodonorových ligandů - tetraedrické pole - např. 4 jednodonorové ligandy

24 6) přechody v ligandovém poli (LF) (d - d) - nejnižší energie přechodu

25 INSTRUMENTACE - zdroje záření - UV oblast - vodíková výbojka - deuteriová výbojka ( nm) -rtuťová výbojka - viditelná oblast - wolframová žárovka - halogenová žárovka ( nm)

26 INSTRUMENTACE - kyvetový materiál - křemen - sklo (jen VIS) - plexisklo - mřížkové monochromátory - fotonásobiče,, diodová pole, CCD -příp. pásové a hranové filtry

27 Kvantitativní spektrometrie - specifické aspekty jednotlivých metod MOLEKULOVÁ absorpční/reflexní spektrometrie - VIDITELNÁ a UV oblast - pásové spektrum - malý počet širokých pásů -většinou v absorpčním módu ANALÝZA ANORGANICKÝCH SOLÍ - UV oblast ANALÝZA ORGANICKÝCH LÁTEK ANALÝZA KOORDINAČNÍCH SLOUČENIN ANALÝZA PRODUKTŮ ENZYMATICKÝCH REAKCÍ