MOLEKULOVÁ ABSORPČNÍ
SPEKTROFOTOMETRIE
v UV a viditelné oblasti spektra
4
Studium spektrofotometrických
vlastností a komplexů iontů s ligandy
1. Absorpce hydratovaných iontů: Cu(II), Cr(III),
Ni(II), Fe(III), U(VI), U(IV), V(IV) – nízká citlivost
2. Absorpce komplexů iontů s chromogenními
organickými i anorganickými ligandy:
i. komplex
ii. chelát
iii. iontový asociát
iv. π-komplex
v. komplex s barevným chromoforem
Komplexy iontů s činidly
Požadavky na analytickou metodu
1. Jeden stabilní komplex bez vedlejších a
následných reakcí (redoxních, fotochemických,
disociačních nebo asociačních)
2. Lineární průběh A=f(c) B.-L.-B. zákon
3. Kontrast optických vlastností činidel a
komplexu = poměr signál/pozadí
4. Selektivita = komplex jen s analytem
5. Citlivost = směrnice kalibrační přímky
6. Robustnost vůči změně podmínek (pH, pcL ,
koncentrace solí)
7. Mez detekce, stanovení
Komplexy iontů s činidly
Absorpční křivka
• Absorpční křivka: A, T(%), logε=f(λ), f(vlnočet)
– Isosbestický bod: průsečík abs. křivek v závislosti na
pH, cL, cM, indikuje vzájemný přechod 2 komponent,
obě formy mají stejné absorpční koeficienty
METHYLENOVÁ MODŘ
Dimerizace v závislosti
na koncentraci (3 řády)
Měření v kyvetách o
tloušťce 0,1 -10 mm,
Normalizace spekter.
Isosbestický bod pro
rovnováhu
monomer – dimer.
Změna struktury- posun
maxima ke kratším λ.
Isosbestický bod
Komplexy iontů s činidly
Absorpční křivka
• Isosbestický bod, λiso
Methyloranž-
Acidobasická
rovnováha
469 nm
350 nm
Komplexy iontů s činidly
Isosbestický bod, λiso
1. Samotné činidlo, acidobazická rovnováha
HA  H+ + AHA
= A v isosbestickém bodě
2. Transformace absorbující složky (ion kovu,
komplexující činidlo) na absorbující komplex
aM  MaLb
bL  MaLb
aM = k
bL = k
v isosbestickém bodě
Komplexy iontů s činidly
Isosbestický bod, složené spektrum
3. Přechod 2 absorbujících komplexů
MLn+ pL  MLn+p
k1 = k2 v isosbestickém bodě
Výsledná absorpční křivka tvoří obálku s celkovou
absorbancí
 






 
 2ln
)(
exp 2
2
(max)
(max)
,
i
ii
iii AcA


přičemž Σci=1, δ je poloviční šířka píku v poloviční
výšce maxima
Komplexy iontů s činidly
Disociace absorbujícího komplexu
• Disociace komplexu závisí na
– Koncentracích kationtu kovu a činidla cM a cL
– pH
• Podmínka kvantitativního stanovení:
A = M   cM
• Chyba (relativní) Δ = M/cM je vyjádřena s využitím
konstanty stability komplexu β a analytické
koncentrace činidla cL.
           MLMcLcLMML ML  /
    LcMML 
Komplexy iontů s činidly
Disociace absorbujícího komplexu
  LM cMc  1
Z uvedených vztahů vyplývá, že
chyba plynoucí z koncentrace volného kationtu je
    LLM cccM   /11/1/
Absorbance s uvážením stability komplexu je pak
  MM
L
L
cc
c
c
MLA ´
1



 



Metody studia komplexních rovnováh
• Určení
– složení a stability komplexů
– počtu komplexotvorných rovnováh.
• Předpoklady pro studium rovnováh:
– platnost B.-L.-B. zákona
– aditivita absorbancí
– převaha jedné komplexní rovnováhy za daných
podmínek.
• Základní obraz se získá:
– registrací spekter s nadbytkem střídavě obou
komponent (M, L) při vhodném pH
– identifikací nejnižšího a nejvyššího komplexu
– počet isosbestických bodů = počet rovnováh.
Metody studia komplexních rovnováh
• Metoda kontinuálních variací
(Ostromysslenskij, Job)
• Metoda molárního poměru
• Metoda poměru tangent
• Metoda interpretace závislosti A = f(pH)
Metody studia komplexních rovnováh
• Metoda kontinuálních variací:
– mísí se různé objemy ekvimolárních roztoků
kationtu M (objem VM) a ligandu L (VL=Vkonst –VM)
výsledný objem konstatní; při konstantním pH.
c0=cM + cL xM = cM/c0 xL = cL/c0
Komplexy iontů s činidly
Absorpční křivka-dekonvoluce spekter
• Ruffova grafické metoda