1. Molekulyar spektroskopiya usullarining sinflanishi Fotometrik analiz usullari. Nur yutilishining asosiy qonuni. Optik zichlikning additivlik qonuni

3-mavzu.Molekulyar spektroskopiya. Fotometrik analiz usuli. Sifat va miqdoriy analiz
REJA.
1. Molekulyar spektroskopiya usullarining sinflanishi
2.Fotometrik analiz usullari. Nur yutilishining asosiy qonuni. Optik zichlikning additivlik qonuni.
3.Nur yutilishining asosiy qonunidan chetlanishlar. Spektrofotometrik aniqlashlarning metrologik kattaliklari.
4.Fotometrik o’lchashlarning optimal sharoitini tanlash.
5.Elektron(UF) spektroskopiya
6. Nefelometriya va turbidimetriya.
7.IQ spektroskopiya
8.Lyuminessent analiz. Lyuminessensiyaning turlari va ularning bir biridan farqlanishi, kvant va energetik unumlari.

Molekulyar spektroskopiya usullari, ularning sinflanishi
Tekshiriladigan modda eritmasidan o’tganda elektromagnit nurlar intensivligining o’zgarishini o’lchashga asoslangan usullarga molekulyar absorbtsion usullar kiradi. Elektromagnit nurlarni yutib molekulalar past energetik holatdan yuqori energetik holatga o’tadi. Molekula yutgan ortiqcha energiya uning tebranish, aylanish yoki ilgarilama energiyalarini oshirishga sarflanadi, ayrim hollarda esa ikkilamchi nurlar hosil bo’ladi yoki fotokimyoviy jarayon sodir bo’ladi. Modda yutadigan nurning turiga va yutilgan ortiqcha energiyani o’zgartirish usuliga ko’ra molekulyar spektroskopiya usullar quyidagilarga bo’linadi:
1. Fotometriya usullari tekshiriladigan moddaning yutilish egri chizig’i maksimumiga to’g’ri keladigan qat’iy to’lqin uzunligi sohasidagi yutilish spektrlari yoki nurning yutilishini o’lchashga asoslangan.
2. Nefelometriya va turbidimetriya usullari tekshiriladigan modda eritmasidagi muallaq zarrachalar tomonidan sochilgan va yutilgan nurni o’lchashga asoslangan.
3. Lyuminestsent (fluorimetrik) analiz tekshiriladigan moda yutgan ortiqcha energiyani ajratish vaqtida chiqayotgan nurlanish intensivligini o’lchashga asoslangan.

Analizning fotometrik usuli eritma tarkibidagi aniqlanadigan komponentni dastlab rangli birikmaga aylantirib, so’ngra shu komponentni ma’lum qalinlikga ega bo’lgan eritma rangli qavatining optik zichligi (nur yutilishi)ni o’lchashga asoslangan. Agar eritmaning optik zichligini o’lchashda ma’lum to’lqin uzunliklarga ega bo’lgan (taxminan monoxromatik) nurdan foydalanilsa bu metodni fotokolorimetrik metod deyiladi. Spektrofotometrik metod fotokolorimetrik metodga qaraganda aniqligi va selektivligi yuqori bo’lgan usul hisoblanadi, lekin analiz jarayonini o’tkazish murakkab va qimmatbaho asbob-uskunalarni talab qiladi. Fotokolorimetrik metod barcha analitik parametrlar bo’yicha spektrofotometrik metoddan orqada turadi, lekin u asboblarning juda oddiyligi va arzonligi bilan ajralib turadi. Barcha fotometrik metodlar asosida Lambert-Buger-Berning nur yutilishi qonuni yotadi. Bu qonun moddaning konsentratsiyasi bilan yutilgan nur intensivligi orasidagi miqdoriy bog’lanishni ifodalaydi.

Nur yutilishining asosiy holatlari va qonunlari spektrning barcha sohalariga rentgen nurlaridan boshlab to radionurlanishgacha taalluqlidir.
Biror eritmaga monoxromatik nur tushirilsa, bu nurning bir qismi qaytariladi, bir qismi yutiladi va bir qismi esa, eritmadan o’tib ketadi.
Eritmaga tushayotgan nurning intensivligini quyidagicha ifodalash mumkin:
I₀qI_k+I_yu+I_o’t
Kyuvetalar bir xil bo’lganligi uchun, qaytgan nurning miqdori bir xil ekanini hisobga olsak, yuqoridagi tenglama soddalashadi va uni I₀qI_yu+I_o’t holda yozish mumkin

5-rasm. Nur oqimining rangli eritmadan o’tishi

.
1729 yil P.Buger va 1760 yil J.H.Lambert bir-biriga bog’liq bo’lmagan holda (bir-biridan bexabar) nur yutilishning birinchi qonunini ochdi. Bu qonunga muvofiq, nur yutuvchi qavatdan o’tkazilayotgan monoxramatik nurning yutilishi uning intensivligiga bog’liq emas va geometrik progressiya qonunlariga bo’ysinadi. Masalan qalinligi b bo’lgan idishdan otkazilgan nurning 25% b yutilib 75% I o’tsa, o’tgan nur yana b qalinlikdagi namunadan o’tadigan bo’lsa yana 75% o’tadi, jami otgan nurning miqdori, 0.75x0,75=0,5625 % ga teng bo’lib qoladi degani. Bundan nurni toliq yutilishi uchun nur yutuvch namumaning qalinligi cheksiz (b=∞)qiymataga ega bo’lishi kerak deganidir. Qonun quyidagicha ta’riflanadi:
“O’tkazuvchi muhit yutgan nurning solishtirma miqdori, tushayotgan nurning intensivligiga bog’liq emas. Birxil qalinlikdagi xarbir qatlam eritmaning konsentratsiyasi o’zgarmas bo’lganda tushayotgan monoxromatik nurni teng miqdorda yutadi.”
Ma’lum bir qatlamdan o’tgan nurning intensivligi ikki barobar kamayadi deb faraz qilsak nur oqimi intensivligini o’tgan qatlamning qalinligiga bog’liqligini grafik ravishda ko’rsatish mumkin.
Bu bog’lanish quyidagicha matematik tenglama bilan ifodalanadi.
I ₌ I₀ 10^-kb
bunda I- qatlamdan o’tgan nurning intensivligi
I₀- tushayotgan yorug’lik nurining intensivligi
k- yutilish koeffitsiyenti. (jismning nur yutilishini va uning xossasiga bog’liqligini xarakterlovchi koeffitsiyent).
b - yutilish qatlami qalinligi

O’gan nurning tushyotgan nurga nisbatini otkazuvchanlik deb olsak va uni T bilan belgilasat u holda

T= bo’ladi, uning logorifmi

lgT= ifodani olamiz

1852 yilda A.Ber eritmalarda nurning yutilishini o’rganib, nurning yutilishining konsentrasiyaga to’gi proporsional ekanligini topdi, uning manematik ifodasi
T= bo’ladi, uning logorifmi

lgT= ifodani olamiz

Yuqoridagi ikkita qonunni umumlashtirib otkazuvchanlik T –ning nur nutuvchi moddaning konsentrasiyasi va otkazish qatlami o’lchami qalinligiga bo’g’liqligini ifodalovchi Nur yutilishining asosiy qonuni deb yuritiluvchi Ber (Buger lamber Ber) qonunini olamiz