1 / 35

Optičke metode analize

M etode u biološkim istraživanjima. Optičke metode analize. Spektrofotometrija Plamena fotometrija Atomska apsorpciona spektrofotometrija. Optičke metode analize.

bozica
Download Presentation

Optičke metode analize

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Metode u biološkim istraživanjima Optičke metode analize Spektrofotometrija Plamenafotometrija Atomskaapsorpcionaspektrofotometrija

  2. Optičke metode analize Analitičke metode kod kojih se meri interakcija između energije (najčešće u vidu elektromagnetskih zraka) i materije (atoma, molekula ili većih agregata). Funkcionalni dijagram optičkih metoda analize

  3. Optičke metode analize Energiju elektromagnetnih zraka – fotona - definiše Planck-ov zakon: Elektromagnetni talasi su transverzalni jer polja osciluju poprečno na pravac prostiranja.

  4. Optičke metode analize Interakcija elektromagnetnog zračenja i materijeodnosi se na promene energetskih stanja protona i elektrona materijalnog sistema.

  5. Optičke metode analize Materijalni sistem (ispitivana supstanca) može kvantirano da menja svoju energiju skoro diskretno (slobodni atomi i atomski joni) ili kontinualno (u užem rasponu energija – molekuli ili u širem rasponu energija – asocijati). Apsorpcione metode Interakcijom energije el.mag. zraka i ispitivane supstance dolazi do povećanja energije ispitivane supstance - APSORPCIJA Emisone metode Smanjenje energije ispitivane supstance, otpuštanjem energije u vidu el.mag. zraka nakon pobuđivanja - EMISIJA Metode rasipanja svetlosti Efekti prelamanja svetlosti (refraktometrija) i obrtanja ravni polarizovane svetlosti (polarometrija)

  6. Optičke metode analize FOTOELEKTRIČNA FOTOMETRIJA “KOLORIMETRIJA” Apsorpciona tehnika Kvantitativna određivanja (primenom Lambert-Beer-ovog zakona) Merenje apsorbance uz prethodno eksperimentalno definisanu funkcionalnu vezu apsorbance (ili transimisije) i koncentracije Analiziraju se molekuli koji ulaze u interakciju sa UV i VIS delom spektra Optički filteri

  7. Lambert – Beerov zakon – osnova za kvantitativnu analizu Pod uslovom da ova jednostavna jednačina se transformiše u:

  8. Kada se prirodni logaritam svede na dekadni preko relacije: Specifični koeficijent apsorbancije – veza između apsorbance i koncentracije supstance – je apsorbancija rastvora debljine 1 cm koji sadrži 1 g supstance u 100 ml, dok je molarani koeficijent to isto sa koncentracijom 1 mol u 1 l

  9. UV i V Spektrofotometrija Za razliku od fotometrije, u spektrofotometriji se koristi mnogo uži deo spektra zračenja koji se od izvora kontinualnog zračenja dobija pomoću monohromatora (optičke prizme ili difrakcione rešetke). Principijelnih razlika u donosu na fotometar gotovo da nema, konstrukcione razlike su veoma velike!

  10. UV i V Spektrofotometrija Spektrofotometar Monohromatski filter Mere se male promene energije uskog snopa zračenja Monohromatsko zračenje – mogućnost kvalitativne i kvantitativne analize Umesto sočiva – ogledala (manji gubitci energije) Osetljiviji detektori – fotoemisione ćelije, fotomultiplikatori Stabilizovani izvor napajanja i pojačivač signala električnih veličina Vezivanje izvora zračenja na stabilan naponski izvor velikog kapaciteta (akumulator) Izbegavanje rada na nižim talasnim dužinama, merenje u crvenom delu spektra ako je moguće Fotometar Optički filter Mere se veće promene energije Polihromatsko zračenje – samo kvantitativna analiza Optički delovi su sočiva Detektor – fotonaponska ćelija Standardni izvor napajanja i pojačivač signala

  11. Šema spektrofotometra Spektrofotometar je uređaj za analizu spektraelektromagnetskog zračenja. Sastoji se od izvora zračenja, monohromatora i detektora. Monohromator menja talasnudužinuzračenja koje propušta. Registrovanjem intenziteta zračenja koje je uzorak apsorbovao, propustio ili reflektovaou zavisnosti odtalasne dužine nastaje spektar.

  12. UV/VIS – registruju se elektronski prelazi IR – registruju se interakcije u hem. vezama Molekulski spektri Talasna dužina

  13. UV i V Spektrofotometrija Da bi se postigla maksimalna moguća tačnost i osetljivost, bitan je izbor talasne dužine merenja Spektrofotometrija mora da ispuni sledeće uslove: -da se merenjem postiže maksimalna osetljivost -da male promene talasne dužine ne utiču na reproduktivnost (najčešće se meri na talasnoj dužini maksimuma apsorpcije) -da važi Lambert – Beer-ov zakon

  14. UV i V Spektrofotometrija Preklapanje pikova Ahl a + A hl b Pravilo aditivnosti apsorbance

  15. Spektrofotometri se dele na jednozračne i dvozračne. Jednozračni spektrofotometrijedan put svetlostijedan uzorak. Referentni uzorak (slepa proba) se mora analizirati posebno. Jednozračni spektrofotometar • izvor svetlosti 4. kiveta sa uzorkom • selekcioni sistem -filter 5. detektor • zaklon 6. zapis signala Uzorak Izvor svetlosti Slepa proba

  16. Dvozračni spektrofotometar Ogledalo Monohromator Izvor svetlosti Uzorak Slepa proba Dvozračni spektrofotometri imaju dva puta svetlosti i istovremeno mogu primiti dva uzorka: mereni uzorak i referentni uzorak (slepu probu). Spektri se automatski oduzimaju jedan od drugoga, pa naknadna obrada spektra nije potrebna.

  17. UV i V Spektrofotometrija dvozračni spektrofotometri u prostornom domenu rada Dvozračni spektrofotometri dvozračni spektrofotometri u vremenskom domenu rada Dvozračni spektrofotometri u prostornom domenu koriste dva odvojena detektora zračenja, za dva svetlosna puta. Dvozračni spektrofotometar u vremenskom domenu koristi jedan detektor zračenja, koji naizmenično detektuje intenzitet zračenja dva svetlosna puta - na taj način se eliminišu eventualne sporadične greške koje se mogu javiti usled promene napona u mreži, promene temperature lampe... Dvozračni spektrofotometri se mogu koristiti i kao jednozračni.

  18. UV i V Spektrofotometrija Izvori elektromagnetnog zračenja: VIS Wolframove sijalice (stabilan izvor napajanja halogene sijalice UV Deuterijumove sijalice

  19. UV i V Spektrofotometrija Izvori elektromagnetnog zračenja:

  20. UV i V Spektrofotometrija Izvori elektromagnetnog zračenja: IR izvori: Nernstov “štapić” Laser (UV/VIS, IR) - za visoke intenzitete

  21. UV i V Spektrofotometrija Monohromator – definisanje talasne dužine koja prolazi kroz uzorak skeniranje Filteri Prizme Difrakcione rešetke Sočiva Ogledala...

  22. UV i V Spektrofotometrija Monohromator

  23. UV i V Spektrofotometrija Detektori Pretvaraju optički signal u električni Fotoćelija: Fotoelektrični efekat: Foton, koji padne na katodu izbije elektron. Meri se tok elektrona koji je proporcionalan broju fotona koji padaju na (foto)katodu.

  24. UV i V Spektrofotometrija Detektori Dve vrste detektora Fotomultiplikatori

  25. UV i V Spektrofotometrija Spektrofotometri

  26. Plamena fotometrija Vrsta atomske spektroskopije - naziva se još i atomska emisiona spektroskopija ispituju se uzorci koji su u obliku atoma. Emisiona metoda meri se intenzitet elektromagnetnog zračenja koje oslobađaju elektroni ispitivanog uzorka vraćanjem u stacionarna stanja nakon pobuđivanja plamenom. Koristi se za kvantitativna određivanja alkalnih i zemnoalkalnih metala (I i II grupa elemenata) – atomi se lako ekscitiraju i pri relativno niskim temperaturama plamena (Na, K, Rb, Cs, Ca, Ba, Cu).

  27. Plamena fotometrija U ovoj tehnici koristi se plamen za - isparavanje rastvarača - atomizaciju ispitivanih metala - ekscitaciju valentnih elektrona Vraćanjem elektrona na stacionarna stanja oslobađa se svetlost određene talasne dužine (mogućnost i kvalitativne analize). Za selekciju specifične talasne dužine koriste se optički filteri.

  28. Plamena fotometrija

  29. Plamena fotometrija Energija neophodna za ekscitaciju atoma ispitivanih metala obezbeđuje se temperaturom plamena od 2000 do 3000 oC (sagorevanje acetilena, propan-butana) . Atomski spektar je linijski. Kalibracija

  30. Atomska apsorpciona spektrofotometrija AAS Analitička tehnika baziranana apsorpciji rezonantnog elektromagnetnog zračenja od strane slobodnih atoma ispitivanih elemenata koji se nalaze u gasovitom stanju meri se smanjenje intenziteta monohromatskog zračenja pri prolasku kroz atomsku paru uzorka. Svaki specifični element apsorbovaće samo onu energiju (talasnu dužinu elektromagnetnog zračenja) koja je dovoljna za prelaz sa nižeg na više energetsko stanje. Energetski prelazi su kvantirani apsorpcija je strogo definisana vrstom ispitivanih atoma svaki element ima svoj specifični linijski spektar apsorpcije (polutalasna širina pika apsorpcije ne prelazi 0.05 nm).

  31. Atomska apsorpciona spektrofotometrija

  32. Atomska apsorpciona spektrofotometrija AAS Atomizer - treba da obezbedi potpunu atomizaciju uzorka, a da ekscitacija bude minimalna - Plameni - Elektrotermalni – elektrohemijski (grafičke kivete – štapići...) Lampa sa šupljom katodom emituje veoma usku liniju ispitivanog elementa Monohromator – spektrofotometar sa difrakcionom rešetkom (širina propusne trake je oko 0.1 nm). Izdvaja rezonantnu liniju spektra apsorpcije od linija nečistoća. Nakon prolaska kroz plamen u kome dolazi do apsorpcije EM zračenja – određene talasne dužine se izdvoje (na kojima se meri apsorpcija – smanjenje rezonantnog zračenja).

  33. Atomska apsorpciona spektrofotometrija Plameni atomizer

More Related