Способы изображения спектров поглощения

Спектр поглощения( определение), графическая зависимость.

Спектр поглощения — зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

Исторически первые наблюдения линейчатых оптических спектров поглощения в спектре Солнца проделал в 1802 годуВолластон, но не придал открытию значения, поэтому эти линии были названы «фраунгоферовыми» в честь другого учёногоФраунгофера, который детально изучил их в 1814—1815 гг.

Измерения спектров поглощения могут проводиться как с источником белого света так и с источниками монохроматическогоизлучения.

Для почти свободных атомов и молекул в разрежённых газах оптический спектр поглощения состоит из отдельныхспектральных линий и называется линейчатым.

Разным веществам соответствуют разные спектры поглощения, что позволяет использовать спектроскопические методы для определения состава вещества. Для твёрдых веществ спектры поглощения непрерывны, но встречаются и отдельные линии.

Обычно спектр поглощения выражают в виде графической зависимости оптической плотности A или молярного коэффициента поглощения e от частоты n или длины волны l падающего света. Вместо A или e нередко откладывают их логарифмы.

Кривые в координатах Ig A — l , как показывает рис. 1, при изменении концентрации или толщины слоя перемещаются по ординате вверх или вниз параллельно самим себе, в то время как кривые в координатах A-l (рис. 2) этим свойством не обладают. Существенное значение имеет эта особенность для качественного анализа. При изучении инфракрасных спектров на графике обычно откладывают процент светопропускания как функцию n ‘ или n .

Рис.1. Зависимость Ig A от l.

1 — раствор концентрации с в кювете толщиной l, см; 2 — раствор концентрации 1/4 с или в кювете толщиной l,см

Графическое изображение распределения поглощаемой энергии по длинам волн называется спектром поглощения. Способы представления спектра различны в зависимости от величин, откладываемых по осям координат (рис. 6.1.).

Количество поглощенной световой энергии выражают величинами Т, А, . Выбор той или иной величины определяется областью спектра, величиной поглощения, задачами исследования и т.п.

В видимой и УФ — областях спектра обычно используют координаты A = f (λ) или lg A = f (λ ), ξ=f(λ); в ИК — спектроскопии предпочитают представлять спектры в координатах Т = f ( ).

Основные характеристики спектра. Участок спектра, на котором наблюдается интенсивное поглощение излучения называют

Рис. 6.1. Способы представления спектров поглощения одних и тех же растворов. ( С₁:С₂:C₃=1:2:3).

полосой поглощения. Наибольший интерес для анализа представляют следующие характеристики спектра: число максимумов (полос поглощения), их положение по шкале длин волн, высота максимума (значение молярного коэффициента e в максимуме поглощения), интенсивность полосы поглощения, ширина и форма полосы (рис. 6.2.).

Ширину полосы поглощения принято характеризовать величиной δ — полуширина полосы поглощения; ее измеряют приξ = 1/2ξ_max.

Рис. 6.2. Полоса поглощения.

Источник

СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ

Если концентрация вещества выражена в молях на литр и толщина слоя в сантиметрах, то коэффициент пропорциональности называется молярным коэффициентом поглощения ε или экстинцией, и тогда закон Бера записывается в виде:

D = εcl, или ε = D / cl.

На рис.2. приведен электронный спектр фенантрена в различных координатах. Как видно из рисунка, форма кривой зависит от выбора координат, в которых проведена запись.

Рис.2. Электронный спектр поглощения фенантрена в различных координатах [2].

В инфракрасной спектроскопии интенсивности полос выражаются либо через пропускание (Т,%), либо через оптическую плотность (А). Пропускание – это отношение энергии излучения, пропущенного образцом, к энергии излучения, падающего на образец. Оптическая плотность – это десятичный логарифм величины, обратной пропусканию: А = lg(1/T). Обычно интенсивности полос обозначают в полуколичественных терминах (с. – сильная, ср. – средняя, сл. – слабая).

Рис. 3. ИК-Спектр гептина-1 [5].

Источник

Оптические спектры

Оптические спектры простираются от далекой инфракрасной области, граничащей с микроволновой областью, до рентгеновских лучей (табл.2).

Таблица 2. Область оптических спектров [1].

Законы поглощения света

Для оптических спектров имеются общие законы поглощения излучения, дающие соотношение между величиной поглощения и количеством поглощающего вещества.

Первый из них, обычно приписываемый Ламберту, сформулирован Бугером в 1729 году. Этот закон выражает зависимость между поглощательной способностью и толщиной слоя вещества.

Поток параллельных лучей монохроматического света при прохождении через гомогенную поглощающую среду ослабляется по экспоненциальному закону

где I₀ – интенсивность падающего монохроматического излучения; I — интенсивность прошедшего монохроматического излучения; l – толщина поглощающего слоя; k – коэффициент поглощения, являющийся индивидуальной характеристикой вещества для каждой длины волны.

Обычно пользуются логарифмической формой записи закона Бугера- Ламберта

Закону Бугера подчиняются все вещества.

Второй закон, сформулированный Бером в 1862 г., выражает связь между поглощающей способностью и концентрацией поглощающего вещества в растворе: поток параллельных лучей монохроматического излучения при прохождении через раствор поглощающего вещества концентрации с ослабляется по закону

или, в логарифмической форме

где k и k₂ — коэффициенты поглощения, характеризующие вещество.

В отличие от закона Бугера – Ламберта закон Бера не универсален. Отклонения от закона Бера связаны с межмолекулярными взаимодействиями в растворах.

Экспериментальное определение выполнения закона Бера для конкретного вещества заключается в исследовании зависимости оптической плотности от концентрации. В случае подчинения раствора вещества закону Бера эта зависимость для различных длин волн изображается прямой линией. На рис. 1 приведен пример проверки закона Бера для раствора фенола в гексане.

Для инфракрасной области спектра отклонения от закона Бера встречаются чаще. Это вызвано тем, что при измерении спектров поглощения веществ в инфракрасной области используются концентрированные растворы, межмолекулярные взаимодействия в которых достаточно сильны.

Рис.1. Проверка закона Бера для раствора фенола в гексане: а – спектры поглощения при различных концентрациях; б – зависимость оптической плотности от концентрации для длин волн 264, 271 и 280 нм [2].

Способы изображения спектров поглощения

Если концентрация вещества выражена в молях на литр и толщина слоя в сантиметрах, то коэффициент пропорциональности называется молярным коэффициентом поглощения ε или экстинцией, и тогда закон Бера записывается в виде:

D = εcl, или ε = D / cl.

На рис.2. приведен электронный спектр фенантрена в различных координатах. Как видно из рисунка, форма кривой зависит от выбора координат, в которых проведена запись.

Рис.2. Электронный спектр поглощения фенантрена в различных координатах [2].

В инфракрасной спектроскопии интенсивности полос выражаются либо через пропускание (Т,%), либо через оптическую плотность (А). Пропускание – это отношение энергии излучения, пропущенного образцом, к энергии излучения, падающего на образец. Оптическая плотность – это десятичный логарифм величины, обратной пропусканию: А = lg(1/T). Обычно интенсивности полос обозначают в полуколичественных терминах (с. – сильная, ср. – средняя, сл. – слабая).

Рис. 3. ИК-Спектр гептина-1 [5].

Источник

Спектр поглощения( определение), графическая зависимость.

Спектр поглощения — зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

Исторически первые наблюдения линейчатых оптических спектров поглощения в спектре Солнца проделал в 1802 годуВолластон, но не придал открытию значения, поэтому эти линии были названы «фраунгоферовыми» в честь другого учёногоФраунгофера, который детально изучил их в 1814—1815 гг.

Измерения спектров поглощения могут проводиться как с источником белого света так и с источниками монохроматическогоизлучения.

Для почти свободных атомов и молекул в разрежённых газах оптический спектр поглощения состоит из отдельныхспектральных линий и называется линейчатым.

Разным веществам соответствуют разные спектры поглощения, что позволяет использовать спектроскопические методы для определения состава вещества. Для твёрдых веществ спектры поглощения непрерывны, но встречаются и отдельные линии.

Обычно спектр поглощения выражают в виде графической зависимости оптической плотности A или молярного коэффициента поглощения e от частоты n или длины волны l падающего света. Вместо A или e нередко откладывают их логарифмы.

Кривые в координатах Ig A — l , как показывает рис. 1, при изменении концентрации или толщины слоя перемещаются по ординате вверх или вниз параллельно самим себе, в то время как кривые в координатах A-l (рис. 2) этим свойством не обладают. Существенное значение имеет эта особенность для качественного анализа. При изучении инфракрасных спектров на графике обычно откладывают процент светопропускания как функцию n ‘ или n .

Рис.1. Зависимость Ig A от l.

1 — раствор концентрации с в кювете толщиной l, см; 2 — раствор концентрации 1/4 с или в кювете толщиной l,см

Графическое изображение распределения поглощаемой энергии по длинам волн называется спектром поглощения. Способы представления спектра различны в зависимости от величин, откладываемых по осям координат (рис. 6.1.).

Количество поглощенной световой энергии выражают величинами Т, А, . Выбор той или иной величины определяется областью спектра, величиной поглощения, задачами исследования и т.п.

В видимой и УФ — областях спектра обычно используют координаты A = f (λ) или lg A = f (λ ), ξ=f(λ); в ИК — спектроскопии предпочитают представлять спектры в координатах Т = f ( ).

Основные характеристики спектра. Участок спектра, на котором наблюдается интенсивное поглощение излучения называют

Рис. 6.1. Способы представления спектров поглощения одних и тех же растворов. ( С₁:С₂:C₃=1:2:3).

полосой поглощения. Наибольший интерес для анализа представляют следующие характеристики спектра: число максимумов (полос поглощения), их положение по шкале длин волн, высота максимума (значение молярного коэффициента e в максимуме поглощения), интенсивность полосы поглощения, ширина и форма полосы (рис. 6.2.).

Ширину полосы поглощения принято характеризовать величиной δ — полуширина полосы поглощения; ее измеряют приξ = 1/2ξ_max.

Рис. 6.2. Полоса поглощения.

Источник

СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ

Если концентрация вещества выражена в молях на литр и толщина слоя в сантиметрах, то коэффициент пропорциональности называется молярным коэффициентом поглощения ε или экстинцией, и тогда закон Бера записывается в виде:

D = εcl, или ε = D / cl.

На рис.2. приведен электронный спектр фенантрена в различных координатах. Как видно из рисунка, форма кривой зависит от выбора координат, в которых проведена запись.

Рис.2. Электронный спектр поглощения фенантрена в различных координатах [2].

В инфракрасной спектроскопии интенсивности полос выражаются либо через пропускание (Т,%), либо через оптическую плотность (А). Пропускание – это отношение энергии излучения, пропущенного образцом, к энергии излучения, падающего на образец. Оптическая плотность – это десятичный логарифм величины, обратной пропусканию: А = lg(1/T). Обычно интенсивности полос обозначают в полуколичественных терминах (с. – сильная, ср. – средняя, сл. – слабая).

Рис. 3. ИК-Спектр гептина-1 [5].

Источник