Martin Ferus. Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského

Podobné dokumenty
Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

13. Spektroskopie základní pojmy

Základy NIR spektrometrie a její praktické využití

Infračervená spektroskopie

Základy NIR spektrometrie a její praktické využití

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

Metody charakterizace nanomaterálů I

Elektromagnetické záření. lineárně polarizované záření. Cirkulárně polarizované záření

CZ.1.07/2.2.00/ AČ (RCPTM) Spektroskopie 1 / 24

Vybrané spektroskopické metody

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Vybrané metody spektráln. lní analýzy. Metody charakterizace nanomaterálů I

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

Kmity a rotace molekul

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

Od kvantové mechaniky k chemii

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

10A1_IR spektroskopie

MIKROVLNNÁ SPEKTROSKOPIE RADIKÁLU FCO 2. Lucie Kolesniková

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Identifikace barviv pomocí Ramanovy spektrometrie

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

Tento rámcový přehled je určen všem studentům zajímajícím se o aktivní vědeckou práci.

LASERY ABSORPČNÍ METODY

INTERAKCE IONTŮ S POVRCHY II.

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

Repetitorium chemie VIII. (2014)

NMR spektroskopie. Úvod

NMR spektroskopie Instrumentální a strukturní analýza

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Viková, M. : ZÁŘENÍ II. Martina Viková. LCAM DTM FT TU Liberec, (hranol, mřížka) štěrbina. Přednášky z : Textilní fyzika

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ

NMR spektroskopie rádiové frekvence jádra spinovou rezonancí jader spinový moment lichý počet

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis

Základy fyzikálněchemických

Úvod do spektroskopických metod. Ondřej Votava

Absorpční fotometrie

Zdroje optického záření

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

METODY ANALÝZY POVRCHŮ

INFRAČERVENÁ A RAMANOVA SPEKTROMETRIE

Diagnostika plazmatu. Rychlé zopakování. Optická emisní spektroskopie + odvozené metody. Hmotnostní spektroskopie. Možné aplikace

Světlo x elmag. záření. základní principy

12.NMR spektrometrie při analýze roztoků

Využití UV/VIS a IR spektrometrie v analýze potravin

INFRAČERVENÁ A RAMANOVA SPEKTROMETRIE

Pokročilé cvičení z fyzikální chemie KFC/POK2 Vibrační spektroskopie

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK (ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE)

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

spinový rotační moment (moment hybnosti) kvantové číslo jaderného spinu I pro NMR - jádra s I 0

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Hmotnostní spektrometrie

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

IDENTIFIKACE NEZNÁMÉ ORGANICKÉ LÁTKY POMOCÍ INFRAČERVENÉ SPEKTROMETRIE

ZÁKLADY SPEKTROMETRIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

Spektrometr pro měření Ramanovy optické aktivity: proč a jak. Optická sestava a využití motorizovaných jednotek.

Přírodovědecká fakulta Organická chemie

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie NMR. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

Pokrokové řešení monitorování plynu

Barevné principy absorpce a fluorescence

Stručný úvod do spektroskopie

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

Struktura atomů a molekul

Vznik a šíření elektromagnetických vln

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA CHEMICKÁ ÚSTAV CHEMIE MATERIÁLŮ FACULTY OF CHEMISTRY INSTITUTE OF MATERIALS SCIENCE

4. Spektrální metody pro prvkovou analýzu léčiv optická atomová spektroskopie

Moderní metody rozpoznávání a zpracování obrazových informací 15

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

Spektroskopie v UV-VIS oblasti. UV-VIS spektroskopie. Roztok KMnO 4. pracuje nejčastěji v oblasti nm

Spektrum. Spektrum. zisk rozkladem bílého světla

OPTICKÉ METODY. NESPEKTRÁLNÍ při interakci nedochází k výměně energie

IČ spektroskopie. IR Spectroscopy FTIR moderní technika viz dále

Interakce fluoroforu se solventem

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK

METODY - spektrometrické

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Spektroskopické metody. Ramanova spektroskopie

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

Born-Oppenheimerova aproximace

Spektrometrické metody. Luminiscenční spektroskopie

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie. UV-vis oblast. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Jiří Brus. (Verze ) (neupravená a neúplná)

Transkript:

Martin Ferus Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského

OPTOAKUSTIKA FTIR ÚFCHJH LASER

Princip infračervené spektroskopie I E ψ ( x ) = E sin( kx) B I 2 = ψ k E = hν

0,01 1 10 2 10 4 10 5 10 6 10 8 10 12 cm -1 RADIOVÉ VLNY MV IČ OBLAST VIS UV RTG GAMA FIR MIR NIR blízké vakuové jaderný magnetický moment rotace molekul rotace a vibrace molekul molekulární elektronové změny atomové elektronové změny změny jaderné NMR Elektronová paramegnet. rezonance IČ VIS UV spektrometrie RTG spektrometrie Detektory radioakt. záření

Princip infračervené spektroskopie II Harmonický oscilátor Rigidní rotor ε E= hν V m ( V+ 1 /2) = h ( + 1/2) K rozkmitu dojde, je-li vlnění v rezonanci. 2 E= h J( J + 1) 2I

Princip infračervené spektroskopie III Anharmonický Oscilátor Přechod je vždy VIBRAČNĚ-ROTAČNÍ Rotor E dis Interakce => anharmoničnost Centrifugální distorze Výběrová pravidla => Jaký přechod? Pravděpodobnost => Jaká intenzita?

Princip infračervené spektroskopie IV Zdroj Disperze Absorpce

* 1768 1830 Francouzský matematik Základy k výpočetním algoritmům analýzy vlnění Práce v jeho době nenalézaly uplatnění 1852 1931 Michelsonův interferometr Michelsonův a Morleyho pokus Mechanický analog. sin-cos počítač pro FT harmonický analyzátor 80 datových bodů analýza dubletů (Spektrum => Interferogram) * 1950 celé spektrum měřeno simultánně - MULTIPLEXNí VÝHODA 1952 návrh nového typu spektrometru

Velká průchodnost záření optickým systémem FTS JACQUINOTOVA VÝHODA étendue E m =A m Ω m Gebbie, Loewenstein, Vanasse Sestrojili FT spektrometr a ukázali, že je možné dosáhnout vysokých rozlišení Zkoumali využití FT v astronomii (Spektra Venuše, Marsu, Jupiteru a Saturnu) 1969: Shodné se spektry v laboratoři =>Vysoká vlnočtová správnost FT - VÝHODA CONNESOVÝCH Měření atmosférických plynů: Murphy, Sakai 70. léta Měření objektů hlubokého vesmíru spojení FT s teleskopy Interferometry na sondách (Viking na Marsu: NIR spektrometr - 1976), NIMBUS III meteo

IAB ( ψ ) 2 = ψ + A B k = 2 π = 2 πν λ I AB = I A + I B + 2 I I cos( kδ ) A B I AB = ψ + ψ + 2ψ 2 A 2 B ψ A B + I ( ν ) = S( δ ) cos(2πνδ ) dδ

I N ( ν ) = S( δ )cos(2πν δ ) δ j i = 1 i j i i f ( ν ) = 2 sin(2πν ) 2πν

Zdroj Zrcadlo Zrcadlo Kyveta FT Detektor Počítač

Zrcadlo HeNe laser Reakce (v pulsech) I δ I δ I δ Dráhový rozdíl Intenzitu Čas t t t Pozice 1 Pozice 2 Pozice n

Zrcadlo HeNe laser Reakce (v pulsech) I δ I δ I δ Dráhový rozdíl Intenzitu Čas t t t Pozice 1 Pozice 2 Pozice n

Zrcadlo HeNe laser Reakce (v pulsech) I δ I δ I δ Dráhový rozdíl Intenzitu Čas t t t Pozice 1 Pozice 2 Pozice 3

FT Provede se klasická FT pro každý interferogram zvlášť.

HeNe LASER Kontinuální snímání umožněno kontrolou He-Ne laseru i mimo pulsy Jeden puls He-Ne Přepínač pro výboj Jiskra Jiskra AD převodník atd. ČAS

Práce v laboratoři BARATRON manometr kyveta inertní plyn vymrazovací prst vzorek vymrazovací láhev

Práce v laboratoři

Rozlišení: 0,0035 cm -1 Označení: Šířka: 0,008 cm -1 Doppler: 0,0042 cm -1 Tlak: 0,13 Torr Apodizace: Blackmann-Harris 50 % ztráta rozlišení Zero filling: 8 bodů Profil: Šíře: Heisenberg 10-10 cm -1 ν ν = c 2kT ln 2 m Doppler 10-3 cm -1

Formaldehyd Integr. intenzity 2896,304 cm -1 0,03 0,025 0,02 A 0,015 0,01 0,005 A = 0,0027p + 0,0006 R 2 = 0,9997 0 A 0 2 4 6 8 10 12 ν = 1 ( ) logt ν dν ν 0 p = tlak p0 R T 10 N ε l T L 0 6 A R T 6 p = 10 ε N l A Kalibrace!!!

Interference na planárních částech optického systému

Měření spalin cigarety marihuana PET emise z automobilů aromatická tyčinka Časově rozlišená FTS Radikály: C 2 CH vodík, uhlík helium Vytvoření webové databáze spekter

Radicals are groups of atoms that play the part of elements, may combine with these and with one another and may be transferred by exchange from one compound into another. According to the quantum theory of valence a group of atoms when split off a parent molecule often has one or more unpaired electrons - that is nonzero spin. Therefore many physical chemists and chemical physicist use a somewhat looser definition of free radicals: they consider any TRANSIENT SPECIES (atom, molecule or ion) a free radical that is, any species that has a short lifetime in the gaseous phase under laboratory conditions. The Spectra and Structures of Simple Free Radicals (Gerhard Herzberg) C 2, CH, CHF, C 3, CH 2, OH Doba života v řádech milisekund Doba života v řádech mikrosekund Pozorování: Trubice s elektrickou nebo laserovou jiskrou Plamen (např. Bunsenův kahan). Fluorescence UV Komety (CN, C 2, CH, NH, OH, NH 2, C 3 ) absorpcí UV ze Slunce Atmosféra hvězd, mezihvězdný prostor

Použitá literatura: Herzberg: The Spectra and Structures of Simple Free Radicals (Dover Publ.2003 reprint) Bell: Introductory Fourier Transform Spectroscopy (Academic Press 1972) Griffiths, de Haseth: Fourier Transform IR spectrometry (Wiley and Sons 1986) Hollas: Moder Spectroscopy, 3 th edition. (Wiley and Sons 1999) Horák, Papoušek: Infračervená spektra a struktura molekul (Academia 1976) Stačí!! Kleczek: Velká encyklopedie vesmíru (Academia 2002) více na www.jh-inst.cas.cz/~ftirlab Fakta o radikálech budou publikována