Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ГЛАВА 3. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ И ФОТОЭЛЕКТРОКОЛОРИМЕТРИЯ



 

Высокая специфичность, возможность широкого выбора полос поглощения, сравнительная простота и точность измерений, достигаемые современной аппаратурой, обеспечивают фотометрическому анализу широкое использование в анализе различных лекарственных средств.

Спектрофотометрический метод широко используется для идентификации, установления количественного содержания и определения чистоты веществ. Указанный метод с успехом применяется также для количественного анализа многокомпонентных смесей. Достоинствами метода являются относительная простота эксперимента, специфичность и использование сравнительно небольшого количества вещества (2-5 мг). Метод относится к средне чувствительным (в большинстве случаев измеряют концентрации 10-1-101 мкг/мл).

 

3.1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ЭЛЕКТРОННЫЙ СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

Одним из общих свойств молекул является способность к избирательному поглощению электромагнитного излучения, что и положено в основу исследования строения и идентификации веществ.

Основные области электромагнитного спектра, расположенные в порядке уменьшения энергии (увеличения λ), представлены на рис. 5.

- длина волны излучения, выражается в долях метра: см, мкм (10-6 м), нм (10-9 м) и ангстремах (Å = 10-10 м).

 


 

     
 
 
   
10-6 см
10-5
переходы валентных электронов
10-11 см
l
100 нм
10-8(10-1нм)

780 нм
200 нм
380 нм

лучи Рентгена
ближняя УФ-область
видимая область

 


Спектроскопия в УФ- и видимой областях
Рентгеновский дифракционный анализ

Радиочастотная область

 

 

10-2 см
10 см
100 см

Молекулярные колебания

       
   
150 мк
2,5 мк
16 мк
40 мк

дальльняя
ближняя

ИК-область

 

ЯМР-сп. ЭПР-сп. ЯКР-сп.
Микроволновая спектроскопия

СКР (спектроскопия комбинационного рассеивания)
ИК-спектроскопия

 

 

Рис. 5. Области электромагнитного спектра и используемые методы исследования



Наибольший интерес для анализа лекарственных средств представляет ультрафиолетовая (200-400 нм), видимая (400-800 нм), инфракрасная (2-15 мк) и радиочастотная (10-100 см) области спектра.

Механизмы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом в перечисленных областях спектра существенно отличаются друг от друга, но в любом случае происходит поглощение молекулой определенного количества энергии.

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областяхспектра для целей анализа веществ основана на поглощении электромагнитного излучения с длиной волны от 200 до 800 нм.

При облучении исследуемого вещества электромагнитным излучением с постепенно меняющейся длиной волны (энергией) можно проследить изменение интенсивности его поглощения. Графическое изображение этой зависимости называется электромагнитным спектром (рис.6). Область интенсивного поглощения в нем называется полосой поглощения. Длина волны, при которой наблюдается максимум поглощения, обозначается λmax, ее также называют аналитической длиной волны.

На рис. 6 представлены УФ-спектры различных лекарственных веществ. УФ-спектр вещества может иметь несколько максимумов поглощения (например, анаприлин, дибазол, димедрол), каждый из которых соответствует различным типам электронных переходов.

Поглощение световой энергии органическими соединениями в УФ- и видимой областях спектра связано с переходом s-, π- и n-электронов из основного состояния в состояние с более высокой энергией.

Вид спектральной кривой зависит от ряда факторов: строения молекул вещества; растворителя; наличия в молекуле исследуемого вещества тех или иных заместителей; поведения вещества в растворе (способность образовывать внутри- и межмолекулярные водородные связи); наличия или отсутствия динамической изомерии и т.д.



Природа полос поглощения в УФ-(200-360 нм) и видимой (360-800 нм) областях спектра одинакова и связана главным образом с числом и расположением электронов в поглощающих молекулах и ионах. Вещества, поглощающие только в УФ-области, для человеческого глаза бесцветны.

Поглощение вещества при облучении его монохроматическим УФ-светом изображают графически – чаще в виде кривой зависимости оптической плотности (D) от длины волны падающего света (l, нм), называемой УФ-спектром (см. рис. 6 ).

Образец анализируемого вещества при спектрофотометрических определениях обычно растворяют в соответствующем растворителе. Для этой цели пригодны многие растворители: вода, спирты, низшие углеводороды,

 
 

хлороформ, разведенные растворы едкого натра, аммиака, хлористоводородной или серной кислоты. Следует использовать растворители, не содержащие примесей, поглощающих в данной спектральной области.

Рис. 6. УФ-спектры:

1 -анаприлин, с 2,0 10-3 %, метанол;

2 -дибазол, с 1,0 · 10-3 %, этанол с добавлением 0,1 моль/л NaOH;

3 -димедрол, с 5,0 · 10-2 %, этанол.

Образец анализируемого вещества при спектрофотометрических определениях обычно растворяют в соответствующем растворителе. Для этой цели пригодны многие растворители: вода, спирты, низшие углеводороды, хлороформ, разведенные растворы едкого натра, аммиака, хлористоводородной или серной кислоты. Следует использовать растворители, не содержащие примесей, поглощающих в данной спектральной области.

Для получения УФ спектров, как правило, используют растворители, не обладающие собственным поглощением в записываемой области.

 

3.2. ОСНОВНОЙ ЗАКОН СВЕТОПОГЛОЩЕНИЯ

При прохождении света через раствор изменение его интенсивности может быть вызвано светопоглощением определяемого вещества, растворителя, рассеянием, отражением и т.д. (рис. 7).

Чтобы исключить влияние светорассеяния, анализируемый раствор должен быть прозрачным, то есть не должно быть взвешенных частиц. Прочие эффекты компенсируют, используя раствор сравнения и одинаковые кюветы.

 
 

Рис. 7. Прохождение светового потока через раствор

Зависимость интенсивности монохроматического светового потока, прошедшего через анализируемый раствор, определяется объединенным законом Бугера-Ламберта-Бера:

I = Io 10-kCl (3.1),

где I или Io – интенсивность прошедшего и падающего света соответственно;

k – коэффициент светопоглощения, пропорциональности;

С – концентрация растворенного вещества;

l – толщина поглощающего слоя.

Величина k является специфической физической константой для каждого вещества; она зависит от природы растворенного вещества,

растворителя, температуры, длины волны света и не зависит от концентрации растворенного вещества, толщины поглощающего слоя. В

зависимости от способа выражения концентрации вещества коэффициент поглощения в формуле (3.1) может иметь два значения: молярного показателя поглощения (e) и удельного показателя поглощения ( ).

Молярный показатель поглощения представляет собой оптическую плотность раствора с концентрацией вещества 1 моль/л и толщиной поглощающего слоя 1 см.

Удельный показатель поглощения( ) – оптическая плотность


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!