1DOBRODOLI

NA PREDAVANJE

Prof. dr Mirjana Medenica

Potreb

nalite

ratura

MOLEKULSKA SPEKTROMETRIJA

2Podela

Apsorpciona molekulska spektrometrija(Elektronska spektrometrija)

Emisiona spektrometrija(Luminiscentna spektrometrija)

ApsorpcionaUV-VIS spektrofotometrija

IR spektrometrija

EmisionaFluorimetrija

Molekulska apsorpcija

E E2

E1

E0

IR VIS UV

310 EhE =+ Energiju, koju je molekul primio, moe izgubiti na

jedan od sledeih naina:

Pretvaranjem vika energije u toplotu

Spektrofotometrija

Izazivanjem hemijske promene u molekulu

Fotohemija

Emisijom svetlosnog zraenja

Fotoluminiscencija

Sloeni zbog sloene strukture molekula i sloenih energetskih promena u molekulu.

Kakvi su molekulski spektri?

MOLEKULSKI SPEKTRI

prelazaeloscrotmol EEEE .... ++=

Sve ENERGIJE su kvantirane i u spektru predstavljene odgovarajuim trakama

1 : 10 : 100

4ELEKTRONSKI PRELAZI

h E0

E1

MOLEKULSKA (ELEKTRONSKA) SPEKTROMETRIJA

Spektre nastale ekscitacijom elektrona, apsorpcijom zraenja u UV i VIS oblasti.

ta prouava?

5Oblast

Metoda

Dejstvo

UV VIS IR ()

UV-Vis SPEKTROSKOPIJA

IR SPEKTROSKOPIJA

EKSCITACIJAELEKTRONA

Rotacija i oscilacijaMOLEKULA

Nosioci apsorpcije u molekulu su

HROMOFORE

6Koji elektroni mogu biti ekscitirani?

i n elektroni.

Po emu se oni razlikuju?

Po karakteru i jaini hemijske veze koju grade u molekulu i po rasporedu naelektrisanja.

E

*

*

n

*

n *

n *

*

7n * Molekuli sa npr. karbonilnom grupom=C=O =C=S -N=N-

* Velika energijaZasiena jedinjenja (alkani i cikloalkani)

Spektri u dalekoj UV oblasti

* Potrebna manja energijaMolekuli sa nezasienim vezama

Spektri u UV I VIS oblasti

n * Molekuli sa O, N, S, Cl(sadre nesparene elektronske parove)

Spektri u UV oblasti

Formaldehid

C O

(*)(n*)

h( *)

Svaki elektronski prelaz

praen je pojavom

apsorpcione trake u spektru

8Apsorpcioni spektarA = f()

Apsorpcioni maksimumodgovara najverovatnijem prelazu

Poloaj trake u spektru zavisi od:

Prirode molekula (struktura i tip hemijske veze)

Priroda rastvaraa

pH sredine

Postojanje tautomernih oblika

9Jod u tetrahloretilenu Jod u vodi i ugljentetrahloridu

Uticaj rastvaraa

Polarni(etanol, dietiletar, aceton)

Nepolarni

Nepolarni(heksan)

Bromtimolplavo

Kisela Neutralna Alkalna

Uticaj pH

Keto-enol tautomerija (izomeri)

Tautomeri

10

BATOHROMNO pomeranje(ka veim talasnim duinama)

Crveno pomeranje

HIPSOHROMNO pomeranje(ka manjim talasnim duinama)

Plavo pomeranje

HIPERHROMNI efekat

Poveava se a

HIPOHROMNI efekat

Batohromno i hiperhromno pomeranje

Batohromno

METODE

FOTOMETRIJA SPEKTROFOTOMETRIJA

11

Put svetlosti

I0

IR

IA

IR

Ip

B o j a

12

Komplementarne boje

Zato je voda plava?

13

Johann Heinrich Lambert

(1728 1777)

August Beer

(1825 1863)

Lambert-Beerov zakon

Zrak zelenog laserakroz rastvor Rodamina

postaje slabijeg intenziteta

db

dI

I I - dI

14

dbkIdI

IkdbdI

=

=

= bI

I

dbkIdIp

00

bkII p =0

ln

bkII

p

=0log303,2

bkIIAp

== '0log

Lamberov zakon

k = k/2,303

Apsorptivnost (a)

TIIAp

loglog 0 ==

15

bkp II

= '0 10

IpI0b

Beer je proirio i na rastvore

cbaIIAp

== 0log Lambert Beer ov zakon

16

Kalibraciona kriva

(Standardna kriva)

= 400 nm = 440 nm

IZBOR RADNE TALASNE DUINE

Grafiki prikaz

A = f(c)

17

Grafiko odreivanje cx

Ax

cx

Nekad Kolorimetar

DanasFotoelektrini kolorimetar

Spektrofotometar

18

FOTOMETRIJA

cbaIIAp

== 0log

pII

bac 0log1 =

I0 = 100%

ss cbaA = xx cbaA =

s

xsx AAcc =

ab konstanta za date uslove

cbaA =

ema ureaja

FOTOMETAR Fotoelektrini kolorimetar

19

Osnovni delovi

Izvor zraenja volframova lampa

Monohromator (selektivni apsorpcionifiltri, tj. obojenestaklene ploice)

Fotodetektor (fotoelija) meri Ip

Izvor zraenja za VIS oblast

Volframova lampa (W)

20

Izbor FILTRA

KOMPLEMENTARNE BOJE

Rastvor

Filtar

I0

I0

I0

Ip

b

Slepa proba

Rastvor

100 % T

A

21

SPEKTROFOTOMETRIJA

Na emu se zasniva?

Kakva je to metoda?

Kvalitativna i kvantitativna metoda.

Na apsorpciji monohromatskog zraenja.

Apsorpcioni SPEKTAR

Kriva spektralne raspodele

cbAa =

.max.max

Molarni apsorpcioni

koeficijent

Metoda kalibracione krive

A = f(c)

22

EMA UREAJAFOTOMETAR

VIS SPEKTROFOTOMETAR

L izvor zraenja

S kolimatorsko soivo

UR / IR ulazni / izlazni razrez

M monohromator

K kiveta sa uzorkom

F fotodetektor

R - pisa

Kivete

UV oblast kvarcne

VIS oblast staklene

23

Osnovni deloviIzvor zraenja

Monohromator

Fotodetektor

Izvor zraenjaT E R M I K I

Volframovo vlakno

Vidljiva, bliska UV i bliska IR oblast

(350 1000 nm)

Kvarc-jodna lampa

SA ELEKTRINIM PRANJENJEM

Vodonina i Deuterijum lampa

(160 380 nm)

X

X

Volframova Deuterijum lampa

Termiki izvor Sa elektrinim pranjenjem

(350-1000 nm) (160-380 nm)

D2 + el. en. = D2*

D2* D2 + h

24

Monohromatori

Optike prizme

Difrakcione reetke

OPTIKE PRIZME

VIDLJIVA oblast staklena prizma

UV oblast kvarcna prizma

DIFRAKCIONE REETKE

Ploice sa usecima(brazdama)

na jednakim rastojanjima

Difrakcija svetlosnogzraka

(vee talasne duine, vee skretanje)

25

Fotodetektor

Ip fotostruja jaine i

Vakuumska fotoelija Fotomultiplikatori

pIki =

Vakuumska fotoelija Fotomultiplikator

26

Jednozrani spektrofotometar

Dvozrani spektrofotometar

27

IZOBESTINA TAKA

Bromkrezolplavo

28

BBAA

BBAA

cacaA

cacaA

222

111

+=+=

BABA

BBA

aaaaaAaA

c1221

1221

=

BABA

AAB

aaaaaAaA

c1221

2112

=

Analiza dvokomponentne smee

... INETO ZA OPTU KULTURU

Glava ene

29

oko 1505.

1452 1519 Leonardo da VinciAutoportret, oko 1512.