В чем сущность качественного спектрального анализа? Как проводится идентификация спектральных линий?

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16722
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

В чем сущность качественного спектрального анализа? Как проводится идентификация спектральных линий?

Ответ:

Спектральный анализ определяется как совокупность методов качественного и количественного определения состава веществ, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Различают атомный и молекулярный спектральный анализ, задачи которых состоят в определении соответственно элементного и молекулярного состава вещества. Эмиссионный спектральный анализ проводят по спектрам испускания атомов, ионов или молекул, возбужденных различными способами. Абсорбционный спектральный анализ - по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами. В зависимости от цели исследования, свойств анализируемого вещества, специфики используемых спектров, области длин волн и других факторов ход анализа, аппаратура, способы измерения спектров и метрологические характеристики результатов сильно различаются. В соответствии с этим, спектральный анализ подразделяют на ряд самостоятельных методов. В частности, атомно-абсорбционный анализ, атомнофлуоресцентный анализ, инфракрасная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния, люминесцентный анализ, молекулярная оптическая спектроскопия, спектроскопия отражения, спектрофотометрия, ультрафиолетовая спектроскопия, фотометрический анализ, Фурье-спектроскопия, рентгеновский спектральный анализ. Каждому веществу соответствует строго определённый спектр излучения и поглощения. Качественный спектральный анализ основан на индивидуальности эмиссионных спектров каждого элемента и сводится, как правило, к определению длин волн линий в спектре и установлению принадлежности этих линий тому или иному элементу. Атомные спектры возникают при испускании или поглощении электромагнитного излучения свободными атомами. Эти спектры являются линейчатыми, т.е. состоят из отдельных линий, соответствующих квантовому переходу между дискретными энергетическими уровнями атома. Атомные спектры обладают ярко выраженной индивидуальностью, обусловленной характеристичностью энергетических переходов для каждого элемента. Атом каждого нейтрального элемента имеет свой спектр. Образующиеся из данного элемента при его последовательной ионизации положительно заряженные ионы также имеют свой характеристический, индивидуальный спектр. Спектральная линия характеризуется тремя основными величинами – положением, интенсивностью и шириной. Положение спектральной линии определяется возможными квантовыми переходами в атоме или ионе (рисунок 1). Рисунок 1. Происхождение трёх эмиссионных линий в спектре натрия (а); часть спектра поглощения паров натрия (б); электронные переходы (в), соответствующие линиям в части спектра (б). Качественный спектральный анализ базируется на том, что присутствие в спектре характерных линий того или иного элемента является критерием наличия этого элемента в анализируемом образце. Например, при качественном анализе в методе атомно-эмиссионной спектроскопии спектры проб сравнивают со спектрами известных элементов, приведенных в соответствующих атласах и таблицах спектральных линий, и таким образом устанавливают элементный состав анализируемого вещества. Расшифровка спектров осуществляется либо на стилоскопе (визуально), либо, чаще всего на спектропроекторе или микроскопе после фотографирования спектров на фотопластинку.