Mavzu: differensial spektrofotometri analiz

Kolorimetrik analiz usuli tekshirilayotgan eritma rangining intensivligini ma’lum konsentratsiyali standart eritma rangining intensivligi bilan vizual taqqoslashga asoslangan; rotokolorimetriya tekshirilayotgan rangli eritma rangining intensivligini rangli standart eritma rangining intensivligi bilan fotoelektrik usul da taqqoslashga asoslangan; spektrofotometriya yutish spektrlarini aniqlashga yoki tekshirilayotgan modda yutish egri chizig‘ining maksimumiga mos keladigan qat’iy aniq to‘lqin uzunligidagi yorug‘likning yutilishini o‘lchashga asoslangan usul. To‘lqin uzunligiga bog‘liq ravishda spektrofotometriya spektrning ultrabinafsha (UB), ko‘rinuvchi (K) va infraqizil (IQ) sohalaridagi spektrofotometriyaga bo‘linadi.
Molekular yutish spektrlarining kelib chiqishi. Emission spektrlar modda molekulalari alohida atomlar va ionlarga parchalanadigan yuqori haroratlarda olinadi. Nurlanish spektrlarida parcha lanmagan zarrachalarning molekular dastalari kam bo‘lishiga qaramay, bu spektrlar, asosan, atom va ionlarning spektlaridir hamda namunaning elementar tarkibini aniqlash uchun foydalaniladi.
Yutish spektrini olish uchun moddani yorug‘lik manbayiga kiritish kerak emas, bu yerda u yuqori harorat ta’sirida parchalanib ketishi mumkin. Spektrdagi chiziqlarning dastalari modda molekulalarining odatdagi sharo`ltda bo‘ladigan quyi darajalaridan qo‘zg‘atilgan holatga o‘tishiga mos keladi. Shu sababli emissi on spektrlardan farq qilib, yutish spektrlari moddaning mole kular tuzilishi orqali aniqlanadi va absorbsion analiz, asosan, molekular analiz hisoblanadi. Lekin keyingi vaqtlarda yutish spektrlaridan atom analizi uchun foydalanish usuli paydo bo‘ldi.
Molekulyar spektrlar atom spektrlariga nisbatan ancha murakkabroq va turli-tuman bo‘ladi, chunki molekulalarning tuzilishi atom tuzilishiga qaraganda ancha murakkabroqdir. Molekular spektrlarning hosil bo‘lishi va tuzilishini tushunib olish uchun molekulalar ortiqcha energiya yutganda qanday ichki o‘zgarishlar sodir bo‘lishi mumkinligini aniqlab olish zarur. Atomlar qo‘zg‘atilganda qo‘shimcha energiya elektronlar harakatini o‘zgartirish uchun sarflanadi. Xuddi shuningdek, molekulalarda ham elektron energetik darajalar bo‘ladi. Bu darajalar tashqi elektronlarning qo‘zg‘atilganda yadrodan uzoqroq orbitalarga o‘tishi bilan bog‘liq. Ular tabiati jihatidan atomlarning energetik darajalaridan farq qilmaydi.
Agar ma’lum to‘lqin uzunligidagi nurlanish moddadan yutilmay o‘tsa, bunda modda molekulalarining energetik holatlari o‘zgarmay qolaveradi. Ammo agar nurlanish, ya’ni nur energiyasi yutilsa, bu energiya faqat ichki harakat uchun sarflanadi, bunda atom yoki molekulaning og‘irlik markazi harakatsiz qoladi. Atomlarda faqat elektonlargina ichki harakatda bo‘ladi. Molekula larda esa bundan tashqari alohida atomlarning muvozanat holati yaqinida tebranishi va butun molekula o‘z o‘qi atrofida aylanishi mumkin.
Barcha bu harakatlar energiyaning elektron, tebranma, aylanma darajalari hosil bo‘lishiga olib keladi. Zarrachaning massasi qancha katta bo‘lsa, unga bog‘liq bo‘lgan to‘lqin shuncha qisqa va ikkita qo‘shni darajalarning energiyalari orasidagi farq kichkina bo‘ladi. Demak, aylanma harakatlanish darajalari bir-biriga juda yaqin bo‘lib, ularning bir-biriga o‘tishi uchun kam energiya talab qilinadi. Tebranma harakatlanish darajalari oralarida ener giya farqi anchagina katta bo‘ladi, chunki bunday harakatlanishda alohida atomlar yoki molekulalari eng kichik qismlari ishtirok etadi. Molekulalarda elektron darajalarning biridan ikkinchisiga o‘tish uchun atomlardagi singari ko‘p energiya talab qilinadi.
Molekulaning aylanma holatini o‘zgartirish uchun juda oz ener giya zarur bo‘ladi va u bir vaqtning o‘zida tebranma harakatni, ayniqsa, elektron o‘tishini ta’minlash uchun mutlaqo ozlik qiladi. Shu sababli faqat aylanish spektrlarini, ya’ni molekulalar aylanish tezligining o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan spektrlarnigina olish mumkin. Sof tebranish spektrlarini olishning iloji bo‘lmaydi, chunki tebranish darajalarini qo‘zg‘atish vaqtida molekulalarning aylanish tezliklari ham o‘zgarib qoladi. Shu sababli amalda tebranish-aylanish spektrlari bilan ish yuritiladi.
Sof elektron spektrlarni mutlaqo olib bo‘lmaydi. Elektronlar bir pog‘onadan ikkinchisiga o‘tishida molekulaning tebranma va aylanma holatlari o‘zgaradi va uchala harakat turining o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan spektrlar kuzatiladi.
Demak, nur kvantlari yutilganida zarrachaning ichki energiyasi ko‘payadi, bu energiya zarrachaning aylanish energiyasi, atomlarning tebranish energiyalari va elektronlar harakatining energiyalaridan tashkil topadi:


E=E_ay+E_tebr+E_el

Bunda E_ay – aylanish energiyasi, E_tebr – tebranish energiyasi, E_el – elektron energiyasi.

Molekula ichki energiyasining har bir turi kvant xossasiga ega va ma’lum energetik holatlarning yig‘indisi tarzida yoki te gishli kvant sonlari orqali tavsiflanishi mumkin.