Вивчення внутрішньо-молекулярних чи міжмолекулярних зв’язків

Основним принципом будь-якого типу взаємодії випромінювання і речовини є принцип квантового поглинання енергії. Якого б типу зміни не відбувались – перехід конкретного електрона на визначену збуджену орбіту (УФ-область) чи збудження коливань конкретного атома в конкретній молекулі (ІЧ-область), енергія, необхідна для цього, строго визначена і завжди постійна. ІЧ- та УФ-спектроскопії охоплюють лише невелику частину спектра енергій електромагнітних хвиль.

Під час дії електромагнітного випромінювання на будь-яку молекулу, в залежності від енергії, відбувається та чи інша взаємодія речовини та випромінювання. Дослідження цієї взаємодії і є предметом спектроскопії.

Поряд з класичними хімічними методами – деструкція, встановлення наявності тих чи інших функціональних груп, зустрічний синтез та інші – в останні роки все більше значення набувають фізико-хімічні методи дослідження: методи оптичної спектроскопії, спектроскопія ядерного магнітного резонансу (ЯМР), газорідинна хроматографія, масспектрометрія та ін.

Слід також наголосити на методах, які основані на залежності швидкості реакції від концентрації досліджуваної речовини. Саме тому вони і називаються кінетичними методами аналізу. Вимірювання швидкості реакції використовується тут для встановлення вмісту досліджуваного компоненту.

Поряд з оптичними і електрохімічними до числа найважливіших фізико-хімічних методів аналізу слід віднести хроматографію. Основою хроматографії всіх видів є використання відмінностей у характері розподілу різних речовин між двома фазами. Дозволяє досліджувати як кількісний так якісний склад речовин. Поділяється на: адсорбційну, іонообмінну, осадову, розподільчу, паперову, окисно-відновну, адсорбційно-комплексоутворюючу та ін.

Вивчення будови і властивостей органічних сполук

Для встановлення будови і властивостей органічної сполуки її насамперед необхідно очистити, а потім визначити якісний і кількісний склад, загальну формулу та молекулярну масу. Після цього різними хімічними і фізичними методами визначають, які фрагменти, функціональні групи і зв’язки є в даній молекулі, і на основі одержаних результатів роблять висновок про її будову. Всі методи аналізу класифікуються відповідно до спеціальних властивостей системи.

В оптичних методах аналізу використовується зв’язок між оптичними властивостями системи: а) світлопоглинанням; б) світлорозсіюванням; в) заломленням світла; г) обертанням площини поляризації плоскополяризованого світла; д) другорядним випромінюванням світла речовиною і її складниками. Сюди належать: колориметричний аналіз; нефелометричний і турбідиметричний аналіз; рефрактометричний аналіз; поляриметричний аналіз; люмінесцентний аналіз.

В електрохімічних методах аналізу використовується: а) вимірювання електропровідності розчинів; б) зміна величин рівноважних електродних потенціалів; в) спостереження за процесом поляризації мікроелектроду; г) кількісне електролітичне виділення досліджуваної речовини; д) вимірювання кількості електрики, витраченої на кількісне електрохімічне перетворення речовини. Розрізняють: кондуктометричний аналіз; потенціометричний аналіз; полярографічний аналіз; електрогравіметричний аналіз; кулонометричний аналіз.

ІЧ-спектроскопія, яка займається дослідженням органічних сполук, вивчає лише область від 500 до 5000 см^-1 при енергії падаючого випромінювання декілька десятків електрон-вольт (еВ).

Основні питання, які можуть бути вирішені за допомогою ІЧ-спектроскопії, такі:

- дослідження будови сполук – наявності різноманітних функціональних груп чи навіть більш складних фрагментів молекули;

- встановлення ідентичності сполук;

- контроль за ходом реакцій;

Експериментальні дослідження коливань спектрів великого числа молекул, що мали одні й ті ж самі хімічні групи, показали, що ці спектри мають деяке число загальних частот або частот, які відрізняються. Такі частоти, які з’являються в спектрі при наявності в сполуках конкретних хімічних груп, незалежно від того, яким молекулам ці групи належать, одержали назву характеристичних. До них належать, наприклад, валентні коливання зв’язків С–Н, С=О, С=С, О–Н, деформаційні коливання С–Н, N–Н, коливання груп –NO₂, –COO, –CONH₂.

Дата добавления: 2014-11-09