Molekula-spektroszkópiai módszerek Készítette: Jansik Krisztián

Tartalom Kulcsszavak, fogalmak: Ismertesse a legfontosabb elektro-analitikai és optikai vizsgálati módszereket! Mutassa be a potenciometriát és a konduktometriát (alapfogalmak, direkt és indirekt módszerek)! Ismertesse a molekula-spektro-szkópiai módszereket (alap-fogalmak, Lambert-Beer törvény, fotométerek és spektrofoto-méterek)! Ismertesse a legfontosabb atomspektroszkópiai módszereket (emissziós és abszorpciós módszerek, lángfotometria, AAS, ICP-OES)! Mutassa be a minőségi és mennyiségi meghatározási lehetőségeket egy konkrét, környezeti analitikai példán keresztül! Kulcsszavak, fogalmak: Elektro-analitika fogalma Potenciometria fogalma, mérőcella felépítése, mérő- és összehasonlító elektródok Közvetlen és közvetett potenciometria Konduktometria fogalma, az elektromos vezetés jellemzői, ionmozgékonyság, hőmérsékletfüggés Konduktometriás mérések kivitelezése Közvetlen és közvetett konduktometria Az anyag és az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása Molekula-spektroszkópiai módszerek Lambert-Beer törvény és érvényessége Atomspektroszkópiai módszerek: emissziós, abszorpciós

Elektromágneses sugárzás 1873-ban dolgozta ki James Clark Maxwell az elméletét a „Tanulmány az elektromos és a mágneses térről” c. művében, melyben a Maxwell-egyenlet írja le az elektromos hullámok létezését. Később – halála után – Heinrich Hertz bizonyította be a Maxwell-egyenlet helyességét. Földünk légköre az elektromágneses spektrumából csak a látható fényt, és a hozzátartozó hullámhossz kis részét engedi át.

Az elektromágneses sugárzás jellemzői A gamma-sugárzás spektrumához, az rövidebb hullámhosszú röntgensugárzás egy része csatlakozik., van köztük bizonyos átfedés is. Mivel ez egy ionizáló sugárzás égési sérülést, rákot, mutációt okozhat. Frekvencia (jele: f vagy  [nü]; mértékegysége SI-rendszerben: 1/s = Hz), Terjedési sebesség (jele: c; mértékegysége: m/s), és Hullámhossz (jele:  (lambda), mértékegysége: m) Az elektromágneses sugárzások vákuumban fénysebességgel haladnak, más közegben azonban ennél lassabban. A terjedési sebességet (c) a *  összefüggéssel kaphatjuk meg.

A fény kölcsönhatása az anyaggal A kölcsönhatás fajtája sokféle lehet: visszaverődés (fázishatárról), fénytörés (fázishatáron áthaladva), elnyelődés (abszorpció), fényáteresztés, szóródás (zavaros anyagok apró szemcséin, cseppjein), fénykibocsátás (= emisszió: más energia gerjeszti az anyagot), fluoreszcencia (fényelnyelés, majd fénykibocsátás igen rövid időn belül).

A fotometria alapfogalmai A fény megoszlása: I0 = IR + IA + IT I0 = az anyagra bocsátott fény intenzitása, IR = a visszavert fény intenzitása, IA = az elnyelt fény intenzitása (nem mérhető), IT = az áteresztett fény intenzitása; a továbbiakban I. Transzmittancia – az áteresztés mértéke: 0 ≤ T < 1, illetve 0 ≤ T% < 100 Az abszorbancia (A) – az elnyelés mértékét jelző mennyiség.

Lambert-Beer törvény A Lambert-Beer törvény a fotometria alapegyenlete, amely a fényelnyelés alaptörvénye: A = ε·c·ℓ, ahol A az abszorbancia, ε (epsylon) a fajlagos abszorbancia, c a koncentráció és ℓ pedig a fény úthossza az anyagban. Az egyenlet kizárólag híg oldatokban érvényes, ha nincs asszociáció, disszociáció, reakció az oldószerrel, és ha a fény egyszínű (monokromatikus). Látható tartományban használják színes anyagokhoz, vagy ha reagensekkel színessé tesznek anyagot, illetve infravörös és ultraibolya tartományban is alkalmazzák.

A gamma sugárzás kölcsönhatása az anyaggal A kölcsönhatás fajtája háromféle lehet, amely függ a gamma-foton energia-tartalmától Fotoeffektus, más néven fényelektromos jelenség, ekkor az atom elektronhéja elnyeli a fotont, mely teljes mértékben átalakul az elektron energiájává, így gerjesztett állapotot hoz létre, vagy elhagyja az atomot Compton-szórás, ez a gamma-foton rugalmatlan szóródása egy szabad, vagy gyengén kötött elektronon, és csak egy részét adja át energiájának Párképződés, melynek során elektron-pozitron pár képződhet, ha meghaladja az 1,02 MeV-ot a gamma-foton energiája.

A spektrofometria eszközei Elvi vázlat UVMini 1240 spektrométer Küvetta

Köszönöm a figyelmet!