Применение комбинационного рассеяния в химии.

Аналитическое применение.

Спектральный анализ широко применяется в химии и химической технологии. Спектральные методы очень просты: каждое вещество обладает характерным набором спектральных линий. По интенсивности линии можно сделать вывод о содержании вещества в веществе.

Спектры комбинационного рассеяния света в принципе дают уникальные возможности для выполнения анализа сложных смесей. Спектр комбинационного является индивидуальной выразительной характеристикой соединения.

“Спектр комбинационного рассеяния – это фотокарточка данного соединения. Если некоторое соединение изучено и в руках исследователя имеется достаточно хороший спектр комбинационного рассеяния, то по этой “фотокарточке” легко “опознать” нужное соединение в смеси”. – Г. Ландсберг.

С обилием возможных компонентов смеси связана и другая трудность анализа по спектрам КРС. Интервал, в котором располагается спектр, в общем невелик; наиболее интересные линии лежат в интервале от 150 – 200 до 1600 см^-1, а каждая линия в спектре комбинационного рассеяния обладает шириной в несколько см^-1.

При наличии в спектре каждого соединения нескольких десятков линий, создается реальная возможность значительного перекрывания линий. Спектр смеси в целом становится столь сложным, что в нем трудно разобраться. Для этого существует, так называемый, эталонный метод.

При проведении спектрального анализа всегда приходится считаться с тем, что изменение условий возбуждения спектра или взаимодействие компонентов смеси может исказить спектр. Преимущество спектров комбинационного рассеяния света является их большая стабильность.

Спектры КР определяются изменением полярности молекулы.

Интенсивность I_x линии некоторого компонента X в смеси обычно пропорциональна числу рассеивающих молекул и соответственно его объемной концентрации Cv_x по уравнению

I_x=I₀Cv_x,

где I­₀ – интенсивность соответствующей линии в спектре чистого вещества

Такой простой закон зависимости интенсивности линии от концентрации облегчает проведение количественного молекулярного анализа по спектрам комбинационного рассеяния. Даже при сильном межмолекулярном взаимодействии, изменения в спектрах КРС обнаруживается обычно лишь в узких областях спектра. Поэтому сохраняется возможность молекулярного анализа смеси по линиям, мало подверженным воздействию межмолекулярных сил. Отступления от приведенного закона невелики, т.е. линии отклоняются незначительно в зависимости интенсивности от концентрации. Это можно учесть путем введения поправок, зависящих от характера смеси..