इस लेख में हम उन विश्लेषणात्मक विधियों पर विस्तार से विचार करेंगे जो व्यक्तिगत परमाणुओं की ऊर्जा अवस्था को बदलने पर आधारित हैं। ये विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीके हैं। आइए उनमें से प्रत्येक का विवरण दें, विशिष्ट विशेषताओं पर प्रकाश डालें।
परिभाषा
विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीके - व्यक्तिगत परमाणुओं की ऊर्जा स्थिति को बदलने के आधार पर विधियों का एक सेट। उनका दूसरा नाम परमाणु स्पेक्ट्रोस्कोपी है।
विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीके सिग्नल प्राप्त करने और आगे रिकॉर्ड करने की विधि (विश्लेषण के लिए आवश्यक) में भिन्न होंगे। संक्षिप्त नाम OMA का उपयोग उन्हें नामित करने के लिए भी किया जाता है। वैलेंस, बाहरी इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा प्रवाह का अध्ययन करने के लिए विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग किया जाता है। उनकी सभी विविधता के लिए सामान्य विश्लेषण किए गए पदार्थ के परमाणुओं (परमाणुकरण) में प्रारंभिक अपघटन की आवश्यकता है।
विधि के प्रकार
हम पहले से ही जानते हैं कि विश्लेषण का एक ऑप्टिकल तरीका वास्तव में क्या है। अब इन विधियों की विविधता पर विचार करें:
- रेफ्रेक्टोमेट्रिकविश्लेषण।
- पोलरिमेट्रिक विश्लेषण।
- ऑप्टिकल अवशोषण विधियों का एक सेट।
हम विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों के इस वर्गीकरण की प्रत्येक स्थिति का अलग से विश्लेषण करेंगे।
रेफ्रेक्टोमेट्रिक किस्म
अपवर्तनांक कहाँ लागू होता है? विश्लेषण की इस प्रकार की ऑप्टिकल-स्पेक्ट्रल पद्धति का व्यापक रूप से खाद्य उत्पादों - वसा, टमाटर, विभिन्न रस, जैम, जैम के अध्ययन में उपयोग किया जाता है।
अपवर्तक विश्लेषण अपवर्तक सूचकांक (दूसरा नाम अपवर्तन) को मापने पर आधारित है, जिसका उपयोग किसी विशेष पदार्थ की प्रकृति, उसकी शुद्धता और द्रव्यमान समाधान में प्रतिशत का मज़बूती से न्याय करने के लिए किया जा सकता है।
प्रकाश पुंज का अपवर्तन हमेशा दो भिन्न माध्यमों की सीमा पर होता है, बशर्ते कि उनका घनत्व भिन्न हो। आपतन कोण की ज्या और अपवर्तन कोण की ज्या का अनुपात दूसरे पदार्थ का पहले पदार्थ का आपेक्षिक अपवर्तनांक होगा। यह मान स्थिर माना जाता है।
अपवर्तन का सूचकांक किस पर निर्भर करता है? सबसे पहले, पदार्थ की प्रकृति से। यहां प्रकाश तरंगदैर्घ्य और तापमान भी मायने रखता है।
यदि प्रकाश का कोण 90 डिग्री पर गिरता है, तो इस स्थिति को अपवर्तन का सीमित कोण माना जाएगा। इसका मूल्य केवल उन माध्यमों के संकेतकों पर निर्भर करेगा जिनसे होकर प्रकाश गुजरता है। यह क्या देता है? यदि पहले माध्यम का अपवर्तनांक शोधकर्ता के लिए खुला है, तो दूसरे के अपवर्तन के सीमित कोण को मापने के बाद, वह पहले से ही रुचि के माध्यम के अपवर्तक सूचकांक को निर्धारित कर सकता है।
पोलरिमेट्रिक किस्म
हम विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों की मूल बातें का विश्लेषण करना जारी रखते हैं। पोलारिमेट्रिक प्रकाश दोलनों के वेक्टर को बदलने के लिए कुछ प्रकार के पदार्थों की संपत्ति पर आधारित है।
जिन पदार्थों में यह उल्लेखनीय गुण होता है, जब एक ध्रुवीकृत किरण उनके माध्यम से गुजरती है, उन्हें वैकल्पिक रूप से सक्रिय कहा जाता है। उदाहरण के लिए, शर्करा के पूरे द्रव्यमान के अणुओं की संरचनात्मक विशेषताएं विभिन्न समाधानों में ऑप्टिकल गतिविधि की अभिव्यक्ति को निर्धारित करती हैं।
इस तरह के एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ के समाधान की एक परत के माध्यम से एक ध्रुवीकृत बीम पारित किया जाता है। दोलन की दिशा बदल जाएगी - इसके परिणामस्वरूप ध्रुवीकरण के विमान को एक निश्चित कोण से घुमाया जाएगा। इसे ध्रुवण तल का घूर्णन कोण कहा जाएगा। यह स्थिति निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
- ध्रुवीकरण के तल का घूर्णन।
- समाधान की परीक्षण परत की मोटाई और एकाग्रता।
- सबसे ध्रुवीकृत बीम की तरंग दैर्ध्य।
- तापमान।
इस मामले में किसी पदार्थ का ऑप्टिकल घनत्व विशिष्ट घूर्णन द्वारा विशेषता होगा। यह मूल्य क्या है? इसे उस कोण के रूप में समझा जाता है जिसके माध्यम से ध्रुवीकरण का विमान घूमता है जब एक ध्रुवीकृत किरण समाधान से गुजरती है। निम्नलिखित सशर्त मान स्वीकार किए जाते हैं:
- 1 मिली घोल।
- 1 ग्राम पदार्थ घोल की इस मात्रा में घुल जाता है।
- समाधान परत की मोटाई (या ध्रुवीकरण ट्यूब की लंबाई) 1 डीएम है।
ऑप्टिकल अवशोषणकिस्म
हम विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों से परिचित होना जारी रखते हैं। वर्गीकरण में अगली श्रेणी ऑप्टिकल अवशोषण है।
इसमें विश्लेषण के वे तरीके शामिल हैं जो विश्लेषित पदार्थों द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अवशोषण पर आधारित हैं। उन्हें आज अनुसंधान, वैज्ञानिक, प्रमाणन प्रयोगशालाओं में सबसे आम माना जाता है।
जब प्रकाश अवशोषित हो जाता है, तो अवशोषित पदार्थों के अणु और परमाणु एक उत्तेजित नई अवस्था में चले जाएंगे। पहले से ही, ऐसे पदार्थों की विविधता के साथ-साथ उनके द्वारा अवशोषित ऊर्जा को बदलने की क्षमता के आधार पर, अवशोषण ऑप्टिकल विधियों का एक पूरा सेट प्रतिष्ठित है। हम उन्हें अगले उपशीर्षक में और अधिक विस्तार से प्रस्तुत करेंगे।
ऑप्टिकल अवशोषण विधियों का वर्गीकरण
हम आपके ध्यान में रसायन विज्ञान में ऑप्टिकल विश्लेषण के इन तरीकों का वर्गीकरण लाते हैं। इसे चार पदों द्वारा दर्शाया जाता है:
- परमाणु अवशोषण। यहाँ क्या शामिल है? यह अध्ययन के अधीन पदार्थों के परमाणुओं द्वारा प्रकाश ऊर्जा के अवशोषण पर आधारित विश्लेषण है।
- अवशोषक आणविक। यह विधि अध्ययन किए गए, विश्लेषण किए गए पदार्थ के जटिल आयनों और अणुओं द्वारा प्रकाश के अवशोषण पर आधारित है। यहां स्पेक्ट्रम के अवरक्त, दृश्यमान और पराबैंगनी क्षेत्रों पर बहुत ध्यान दिया जाता है। तदनुसार, ये फोटोकोलरिमेट्री, स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी हैं। यहाँ क्या उजागर करना महत्वपूर्ण है? स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री और फोटोकलरिमेट्री कई सजातीय प्रणालियों के साथ विकिरण की बातचीत पर आधारित हैं। इसलिए, मेंविश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में, उन्हें अक्सर एक समूह - फोटोमेट्रिक विधियों में जोड़ा जाता है।
- नेफेलोमेट्री। इस प्रकार का विश्लेषण अध्ययनाधीन पदार्थ के निलंबित कणों द्वारा प्रकाश ऊर्जा के अवशोषण और आगे प्रकीर्णन पर आधारित है।
- फ्लोरोमेट्रिक (या ल्यूमिनसेंट) विश्लेषण। विधि विकिरण के माप पर आधारित है जो तब प्रकट होता है जब शोधकर्ता द्वारा अध्ययन किए जा रहे पदार्थ के उत्तेजित अणुओं द्वारा ऊर्जा जारी की जाती है। प्रतिदीप्ति और स्फुरदीप्ति द्वारा प्रतिनिधित्व। हम उनका अलग से विश्लेषण करेंगे।
दीप्ति
वैज्ञानिक जगत में सामान्य रूप से चमक को परमाणुओं, अणुओं, आयनों और अन्य अधिक जटिल कणों और पदार्थ के यौगिकों की चमक कहा जाता है। यह उत्तेजित अवस्था से इलेक्ट्रॉनों के सामान्य अवस्था में संक्रमण के परिणामस्वरूप प्रकट होता है।
इस प्रकार, किसी पदार्थ को चमकने के लिए, उसे बाहर से एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की आपूर्ति की जानी चाहिए। अध्ययन के तहत पदार्थ के कण उत्तेजित अवस्था में गुजरते हुए ऊर्जा को अवशोषित करेंगे, जिसमें वे एक निश्चित अवधि के लिए बने रहेंगे। फिर ल्यूमिनेसेंस क्वांटा के रूप में अपनी ऊर्जा का एक हिस्सा देते हुए आराम की पिछली स्थिति में लौट आएं।
फास्फोरेसेंस और फ्लोरेसेंस
उत्तेजित अवस्था के प्रकार के साथ-साथ उसमें पदार्थ के निवास समय के आधार पर, दो प्रकार के ल्यूमिनेसेंस होते हैं - स्फुरदीप्ति और प्रतिदीप्ति। उनमें से प्रत्येक अपनी विशिष्ट विशेषताओं के लिए खड़ा है:
- प्रतिदीप्ति। एक निश्चित पदार्थ का एक प्रकार का स्व-प्रकाशन, जोविकिरण होने पर ही जारी रहेगा। जब शोधकर्ता उत्तेजना के स्रोत को हटा देता है, तो चमक या तो तुरंत या 0.001 सेकंड के बाद बंद हो जाएगी।
- फास्फोरेसेंस। एक निश्चित पदार्थ का एक प्रकार का स्व-प्रकाशन जो तब भी जारी रहता है जब उसे उत्तेजित करने वाला प्रकाश बंद हो जाता है।
यह स्फुरदीप्ति है जिसका उपयोग खाद्य उत्पादों के अध्ययन के लिए किया जाता है। ल्यूमिनेसेंट अनुसंधान विधि अध्ययन किए गए नमूने में किसी पदार्थ का 10-11g/g की सांद्रता पर पता लगाने में मदद करती है। यह विधि कुछ प्रकार के विटामिन, डेयरी उत्पादों में प्रोटीन और वसा की उपस्थिति, मांस और मछली उत्पादों की ताजगी का अध्ययन, फलों, सब्जियों और जामुन को नुकसान का निदान करने के लिए अच्छी होगी। साथ ही, उत्पादों में औषधीय समावेशन, परिरक्षकों, कीटनाशकों और विभिन्न कार्सिनोजेनिक पदार्थों का पता लगाने के लिए ल्यूमिनसेंट अनुसंधान का उपयोग किया जाता है।
विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों के वर्गीकरण में पूरे अवशोषण समूह को अक्सर स्पेक्ट्रोकेमिकल (या स्पेक्ट्रोस्कोपिक) श्रेणी में जोड़ा जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि विधियां स्वाभाविक रूप से भिन्न हैं, उन सभी में एक चीज समान है: वे प्रकाश अवशोषण के समान नियमों पर आधारित हैं। लेकिन साथ ही, अवशोषित कणों के प्रकार, अध्ययन के हार्डवेयर डिजाइन आदि में महत्वपूर्ण अंतर हैं।
फोटोमेट्रिक किस्म
वर्णक्रमीय आणविक अवशोषण विश्लेषण के तरीकों के सेट का नाम। वे चयनात्मक अवशोषण पर आधारित हैंअध्ययन के तहत घटक के अणुओं द्वारा दृश्य, पराबैंगनी, अवरक्त क्षेत्रों में विद्युत चुम्बकीय विकिरण। इसकी एकाग्रता एक विशेषज्ञ द्वारा Bouguer-Lambert-Beer कानून के अनुसार निर्धारित की जाती है।
फोटोमेट्रिक विश्लेषण में फोटोमेट्री, स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री और फोटोकलरिमेट्री शामिल हैं।
Photoelectrocolorimetric किस्म
दृश्य वर्णमिति की तुलना में photoelectrocolorimetric विधि अधिक उद्देश्यपूर्ण है। तदनुसार, यह अधिक सटीक शोध परिणाम देता है। यहां विभिन्न एफईसी का उपयोग किया जाता है - फोटोइलेक्ट्रिक कलरमीटर।
रंगीन द्रव से गुजरने पर चमकदार फ्लक्स आंशिक रूप से अवशोषित हो जाता है। इसका बाकी हिस्सा फोटोकेल पर पड़ता है, जहां एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जो एक एमीटर को पंजीकृत करता है। विलयन की सघनता जितनी तीव्र होगी, उसका प्रकाशिक घनत्व उतना ही अधिक होगा। प्रकाश के अवशोषण की डिग्री जितनी अधिक होगी और परिणामी प्रकाश धारा की शक्ति उतनी ही कम होगी।
हमने विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में आज उपयोग किए जाने वाले ऑप्टिकल विश्लेषण विधियों के संपूर्ण वर्गीकरण की जांच की: रेफ्रेक्टोमेट्रिक, पोलारिमेट्रिक, ऑप्टिकल अवशोषण। वे पदार्थ के प्रारंभिक परमाणुकरण की आवश्यकता से एकजुट हैं। लेकिन एक ही समय में, प्रत्येक विधि अपनी विशिष्ट विशेषताओं से अलग होती है - विश्लेषण के लिए संकेत प्राप्त करने और दर्ज करने की किस्में।
