31
Şəkil 2. Fotoelektrik spektrometrin sxemi.
1 – işıq mənbəyi; 2 – prizma; 3 – yarıq;
4 – küvetli tutucular; 5
–
fotoelement
Qida məhsullarının xassələrini tədqiq etmək üçün aşağıda
qeyd olunan dalğa uzunluqları daha böyük maraq kəsb edir:
şüşə optika ilə görünən oblast (200 – 400 nm),
kvars optika ilə
ultrabənövşəyi oblast (400 – 800 nm) və
infraqırmızı oblast (2
– 15 mkm). Müxtəlif oblastlarda şüalanmanın maddələrlə
qarşılıqlı təsir mexanizminin bir-birindən fərqlənməsinə bax-
mayaraq, müəyyən miqdar enerjinin molekullar tərəfindən
udulması baş verir.
İşıq udularkən atom və ya molekulun daxili enerjisi
sıçrayışlar şəklində olmaqla normal E
0
səviyyəsindən daha
yuxarıda olan E
1
səviyyəsinədək yüksəlir.
Udulan enerjinin
miqdarı işıq təzyiqinə proporsional olur.
,
0
1
h
E
E
(1)
burada:
san
erq
h
27
10
624
,
6
qiymətinə bərabər olan
universal P l a n k sabiti;
32
düşən işıq tezliyidir, Hers və ya sm
-1
.
işıq tezliyi ilə λ – dalğa uzunluğu arasında aşağıdakı
asılılıq mövcuddur:
,
C
(2)
burada:
san
sm
C
10
10
998
,
2
qiymətinə bərabər olan işıq
sürətidir.
Hər hansı bir maddələr qrupu üçün nisbətən kiçik enerji
ilə fərqlənən rəqsi və dövrü hərəkət
vəziyyətləri xarakterikdir,
buna görə də bir qrup molekullar spektrin müəyyən sahələrində
enerjini udur və ya enerji buraxır. Buna baxmayaraq, müxtəlif
molekullarda funksional qruplar heç də uyğun gələn dalğa
uzunluqlarında həmişə udulma vermir. Bu onunla izah olunur
ki, hər bir maddə qrupunun uducu dalğa uzunluğu keçid
enerjisi
ilə müəyyən edilir, müxtəlif molekullarda isə elektron
keçidləri, onların ətrafının qeyri-bərabər qiymətləndirilməsi
nəticəsində energetik xassələrə görə fərqlənirlər. Görünən və
ultrabənövşəyi oblastlarda udulma elektronların həyəcanlan-
ması ilə əlaqədardır, buna görə də onların spektrləri mole-
kulların quruluşu haqqında məhdud məlumat verir. İnfraqırmızı
spektrlərdə udulma molekulyar rəqslərlə əlaqədardır, onlara
uyğun gələn spektrlər isə birləşmələrin quruluşu haqqında bö-
yük təsəvvür yaradır.
2.1.1.1. Spektroskopiyanın əsas qanunu
Optik spektrlər oblastında bütün spektroskopiyaların
udulmasının əsasını, udulma həcmi
və udulan maddənin miq-
darı arasındakı nisbəti müəyyənləşdirən ümumi qanunlar təşkil
edir.
33
1729-cu ildə
Buqer tərəfindən kəşf edilmiş Buqer-Lam-
bert qanunu kimi adlanan birinci qanun, uduculuq qabiliyyəti
ilə maddə təbəqəsinin qalınlığı arasında asılılığı əks etdirir.
Monoxromatik işığın şüa axını uducu mühitdən keçərək,
eksponensial qanuna əsasən zəifləyir:
,
0
l
K
C
I
I
(3)
burada:
I – keçən şüalanmanın
intensivliyi;
I
0
– düşən şüalanmanın intensivliyi;
l – uducu təbəqənin qalınlığı;
K – maddənin təbiətindən və dalğa uzunluğundan
asılı olan, lakin maddənin fərdi xassələrini əks etdirməyən və
konsentrasiyasından asılı olmayan udulma əmsalı;
C – sabit kəmiyyət.
Bu bərabərliyi loqarifmləyərək tapırıq:
,
lg
0
l
K
I
I
D
(4)
burada:
D – məhlulun optik sıxlığı;
K
K
303
,
2
Optik sıxlıq
I
I
0
nisbətini göstərir və təbəqənin qalın-
lığından asılıdır. Bütün maddələr bu qanuna tabe olur.
1852-ci ildə
Ber tərəfindən
kəşf olunmuş ikinci qanun
uduculuq qabiliyyətinin məhluldakı maddənin qatılığı ilə əla-
qəsini müəyyənləşdirir. Udulma əmsalı:
,
1
C
K
(5)
34
burada:
C – maddənin qatılığı (konsentrasiyası);
ε – konsentrasiyadan (qatılıqdan) asılı olmayan
əmsaldır.
İkinci qanun, birinci qanun kimi o qədər də universal əhə-
miyyət kəsb etmir. Maddələrin konsentrasiyası və onların
məhlulda özünü aparma xüsusiyyətləri ilə bağlı bir çox kənara
çıxma halları baş verir.
Ber qanunundan kənaraçıxma, konsen-
trasiyanın yüksəlməsi ilə dəyişən, maddələrin məhluldakı mo-
lekullararası qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş tuta bilər. Rəngli
birləşmələr rəngsiz ionlar əmələ gətirməklə məhlulda disso-
siasiya edə bilərlər. Bəzi maddələr qatı məhlullarda, udulma
spektrini dəyişmək qabiliyyəti
ilə fərqlənən kompleks bir-
ləşmələr əmələ gətirməyə qadirdir. Maddələrin işığı udması
məhluldakı hidrogen ionlarının qatılığından asılı ola bilər. Belə
hallarda müəyyən pH-ı (aktiv turşuluğu) dəyişməz saxlamaq
məqsədilə bufer məhlullardan istifadə edilir.
Ber qanununu yoxlamaq üçün optik sıxlığın qatılıqdan
asılılığını müəyyənləşdirmək vacibdir. Spektrofotometrdə təyin
edilən maddələrin müxtəlif qatılıqlı məhlullarının udulma
əyrilərinin koordinatlarını müəyyənləşdirilir. Maksimum udul-
maya yaxın olan bir neçə dalğa uzunluğu seçilir, optik sıxlığın
qatılıqdan qrafiki asılılığını qurulur. Əgər düz xətt alınırsa,
deməli, Ber qanunu yerinə yetirilir, yəni tam ödənilir.
(3) və (5) bərabərliklərini birləşdirərək,
spektroskopiya-
nın əsas qanunu hesab edilən
Buqer – Lambert – Ber qanunu-
nun riyazi bərabərliyi alınır:
l
x
I
I
10
0
və ya
l
C
D
İ
İ
0
lg
(6)
Əgər qatılıq
mol. ölçü vahidi ilə, təbəqənin (küvetin)
qalınlığı isə sm vahidi ilə ifadə edilirsə, onda ε - əmsalı
molyar
udulma əmsalı adlandırırlar.