Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Аналитическая химия → Спектроскопические методы ↓


Атомно-абсорбционная спектроскопия


Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) — это важная техника аналитической химии, используемая для определения концентраций элементов в образце. В основном используется в материаловедении, экологическом или диагностическом анализе, ААС позволяет проводить точный количественный анализ металлов и металлойдов. Понимание принципов и применения ААС важно для химиков, занимающихся изучением различных веществ.

Принцип атомно-абсорбционной спектроскопии

Основной принцип ААС основан на поглощении света свободными атомами в основном состоянии. Когда атомы поглощают определенные длины волн света, происходят переходы между энергетическими уровнями электронов. Количество поглощенного света прямо пропорционально концентрации атомов в световом пути.

Энергетические уровни электронов

Атом состоит из ядра и электронов, находящихся на разных энергетических уровнях. В ААС, когда эти электроны поглощают свет, они переходят с низшего энергетического уровня на высший. Энергия поглощенного света должна соответствовать разнице энергии между двумя уровнями:

E = hν = hc/λ

Где:

  • E — поглощенная энергия.
  • h — постоянная Планка.
  • ν — частота света.
  • c — скорость света.
  • λ — длина волны.

Процесс поглощения

Когда пучок света проходит через образец, атомы специфического элемента поглощают свет на определенных длинах волн. Уменьшение интенсивности света из-за поглощения измеряется детектором и используется для расчета концентрации элемента согласно закону Бера-Ламберта:

A = εlc

Где:

  • A — поглощение.
  • ε — молярная поглощательная способность (L mol -1 ·cm -1 ).
  • l — длина пути (см).
  • c — концентрация (моль L -1 ).

Компоненты атомно-абсорбционной спектроскопии

Источник света (полый катодный светильник) Чоппер Атомизатор (пламя/печь) Монохроматор Детекторы

Типичный прибор ААС состоит из нескольких компонентов, которые работают вместе для проведения спектроскопического анализа.

Источник света

Источник света в ААС обычно представляет собой полый катодный светильник (ПКС), специально для анализируемого элемента. Лампа излучает свет на специфической длине волны, поглощаемой анализируемым элементом.

Чоппер

Чоппер используется для управления светом от полого катодного светильника, создавая импульсный сигнал, что повышает чувствительность детекции путем различения сигнала и окружающего света.

Атомизатор

Атомизатор, например, пламя или графитовая печь, распыляет раствор образца в свободные атомы. В пламевом атомизаторе образец всасывается в пламя, где происходит атомизация.

Уравнение атомизации в печи:
M(s) + e- → M(g)

Монохроматор

Монохроматор выделяет конкретные длины волн света, поглощаемые атомами. Он удаляет посторонний свет и другие длины волн, фокусируясь только на линии поглощения для анализа.

Детекторы

Детектор улавливает интенсивность света и преобразует его в электрический сигнал для измерения поглощения. Обычно используются фотоумножительные трубки из-за их чувствительности.

Применения атомно-абсорбционной спектроскопии

ААС широко используется в различных областях благодаря своей точности в измерении концентраций элементов.

Экологический анализ

ААС помогает контролировать следовые металлы в образцах окружающей среды, таких как вода, почва и воздух. Это важно для определения уровня загрязнения и оценки загрязнения окружающей среды.

Пример: Измерение уровня свинца в питьевой воде.

Клиническая химия

В клинических ситуациях ААС измеряет концентрации металлов в биологических образцах, таких как кровь или моча. Это важно для диагностики и мониторинга состояний, связанных с обменом и токсичностью металлов.

Пример: Определение меди в крови пациентов с болезнью Вильсона.

Пищевая и сельскохозяйственная промышленность

ААС используется для обеспечения безопасности и качества продуктов питания, анализируя образцы на наличие токсичных металлов, питательных веществ и обогащения.

Пример: Анализ содержания цинка в сельскохозяйственных удобрениях.

Преимущества и ограничения ААС

Преимущества

  • Высокая чувствительность: способна обнаруживать концентрации металлов на уровне частей на миллион (ppm) или частей на миллиард (ppb).
  • Специфичность для элементов: минимальное влияние от присутствия других элементов или соединений.
  • Широкий диапазон применения: применяется к твердым, жидким и газообразным веществам после соответствующей подготовки образцов.

Ограничения

  • Анализ одного элемента: ограничен анализом одного элемента за раз, многоэлементный анализ требует многократного анализа.
  • Подготовка образцов: Образцы часто требуют трудоемкой подготовки для обеспечения точных измерений.
  • Матрица эффекты: присутствие других веществ может иногда влиять на показания, что требует использования стандартов, подобных по составу матрице.

Заключение

Атомно-абсорбционная спектроскопия остается основным инструментом аналитической химии для анализа микроэлементов. Ее специфичность, чувствительность и применимость делают ее незаменимой в экологических, клинических и промышленных условиях. Хотя решения по ее ограничениям продолжают разрабатываться, ААС обеспечивает надежный и точный количественный анализ, играя важную роль в научном и промышленном прогрессе.


Магистрант → 4.2.1


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (4.2)
Спектроскопические методы
Следующий (4.2.2) →
Дифракция рентгеновских лучей

Комментарии 



Атомно-абсорбционная спектроскопия

https://www.chemistryelite.com/g/4.2.1?ceal=ru