Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Люминесцентные свойства вещества обусловливаются, как мы видели, электронной конфигурацией его молекул. Уже незначительные ее структурные изменения нередко сказываются на флуоресценции вещества - последняя исчезает, появляется или изменяется в цвете.
При аналитических реакциях мы обнаруживаем и идентифицируем вещества по выпадению осадка, по изменению цвета, по выделению газов, в отдельных случаях по запаху, по изменению точек плавления и кипения и т. д.
К числу признаков вещества, используемых в целях анализа, относятся и люминесцентные его свойства.
2] ПРИЕМ II. КАЧЕСТВЕННЫЕ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ РЕАКЦИИ 67
(Соответствующие аналитические реакции называют флуоресцентными. В одних случаях путем вспомогательной реакции заставляют искомое вещество флуоресцировать или, если оно уже обладало этим свойством, изменяют характер его свечения. В других случаях наблюдают изменения флуоресценции реактива под влиянием искомого вещества. Таким образом, сфера применения люминесцентного анализа отнюдь не ограничивается люминесцирующими соединениями; флуоресцентными реакциями обнаруживают присутствие следов озона, кислорода, брома, ацетилена и др.
При проведении аналитических реакций необходимо строго учитывать среду и условия, в которых надлежит их проводить; это, разумеется, в полной мере относится и к реакциям люминесцентным. Основная задача хими-ка-аналитика - заставить химическое превращение идти только в нужном ему направлении и притом так, чтобы были исключены все побочные реакции с компонентами, сопутствующими искомому веществу. Правильное решение этой задачи является, очевидно, стойь же существенным и при люминесцентных реакциях. Так же, как и для обычных химических реакций, должны быть детально выяснены все условия: pH среды, нужные концентрации реактива, допустимые и недопустимые примеси и т. д. Словом, должен быть точно разработан ход анализа. Как и в случае типично химических реакций, некоторые аналитические флуоресцентные реакции требуют соблюдения жестких условий, другие допускают сравнительно широкую их вариацию.
Преимущество люминесцентных химических реакций перед обычными - их исключительная чувствительность; люминесценцию можно наблюдать при очень малых концентрациях флуоресцирующего вещества, и это, как уже выше указывалось, специфически характерно для явления флуоресценции, а следовательно, и для приемов, основанных на его использовании. Кроме того, включение флуоресцентных реакций в число аналитических увеличивает ассортимент последних; в некоторых случаях, когда реакция на химический индивидуум отсутствует, заполнение пробела является существенным. .
Подобно цветным, люминесцентные реакции во многих случаях не требуют разделения смеси и выделения искомого вещества; они в полной мере отвечают требованиям экспресс-методов. Следует, однако, иметь в виду, что изучение флуоресцентной реакции, разработка рецептуры и условий проведения требуют такой же тщательности, как и всякая аналитическая химическая реакция.
Таким образом, специфика химического анализа, в частности микроанализа, является для флуоресцентных реакций более характерной, чем специфика люминесцентного анализа,т. понятно, что большинство описанных флуоресцентных реакций было применено как микрореакции. Описание многих из них мы находим в книге Гайтингера "Флуоресцентный анализ в микрохимии" [23].
Следует подчеркнуть, что возможности использования флуоресцентных реакций можно расширить путем целесообразного выбора длин волн возбуждающего света. Для иллюстрации этого остановимся на сравнении спектров поглощения и люминесценции дигидроакридина и акридина. Эти спектры были исследованы Е. Д. Шолоховой и JI. А. Кузнецовой *); сами по себе они представляют интерес в связи с реакцией на озон: дигидроакридин окисляется озоном в акридин и по интенсивности возникающей
*) Приношу благодарность указанным авторам за предоставленные ими данные.
5*^
68 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА [ГЛ. V
люминесценции определяют количество прореагировавшего озона (ср. гл. XII, стр. 178). Спектры поглощения были получены на спектрофотометре СФ-4. Спектры люминесценции снимались на установке с монохроматором УМ-2 и фотоэлектрическим приемником. Источником света служила ртутная лампа СВДШ-250. Спектр каждого из растворов промерялся при . kv -
Рис. 21. Спектры поглощения акридина (1) и дигидроакридина (2).
йозбуждении одной ртутной линией, выделяемой с помощью светофильтра. Для возбуждения свечения акридина бралась линия 366 ммк, для дигидроакридина - линия 313 ммк.
Рис. 22. Спектры люминесценции акридина (1) и дигидроакридина (2).
Полученные спектры поглощения и свечения спиртовых растворов с концентрацией 10'4 г1смъ приведены на рис. 21 и 22.
Как видно из рис. 21, максимумы поглощения акридина и дигидроакридина, приходящиеся соответственно на v=2,81 -10 4 см 1 (356 ммк)
3] ПРИЕМ III. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ 69
и 3,45-10"4 см'1 (290 ммк), находятся на достаточно большом расстоянии; таким образом, хотя реактив и продукт его окисления оба люминесцируют, тем не менее разделение свечения этих веществ легко осуществимо при условии правильного выбора длины волны возбуждающего света. Для того чтобы наблюдать свечение по возможности только одного акридина, лучше всего возбуждать его светом с частотой еколо 2,81 -10"4 см_1 (356 ммк), соответствующей максимуму поглощения акридина. Поглощение дигидроакридина при этой длине волны сравнительно невелико (см. рис. 21).
