Инфракрасная спектроскопия
Наиболее изучена область основных частот. Для мономерной воды полосы 3725 и 3627 см-1 отнесены к симметричному и антисимметричному колебаниям ОН-группы, а полосы 1600 см-1 – к деформационному колебанию Н-О-Н [8, 9, 10]. Следует отметить, что димеры воды могут иметь скорее циклическую структуру с двумя водородными связями (1), чем открытую (2). Интернет магазин дизаи нерскои кореи вещи из кореи интернет магазин.
Н
\ О – Н Н H
\ /
Н – О / O . . . H – O
\ H
Н
1 2
Структура димеров воды: 1 – циклическая; 2 – открытая
Для жидкой воды наблюдаются полосы поглощения и в других областях спектра. Наиболее интенсивные из них 2100, 710-645 см-1. При переходе от мономеров воды к димерам и тримерам максимум поглощения валентных колебаний связи О-Н сдвигается в сторону меньших частот. Напротив, для деформационных колебаний Н-О-Н наблюдается смещение в сторону более высоких частот. Полосы поглощения 3546 и 3691 см-1 были отнесены к валентным модам димеров (Н2О)2. Эти частоты значительно ниже, чем валентные моду ν1 и ν3 изолированных молекул воды (3657 и 3756 см-1 соответственно). Полоса 3250см-1 представляет собой обертоны деформационных колебаний. Между частотами 3250 и 3420 см-1 возможен Ферми-резонанс (этот резонанс представляет собой заем интенсивности одного колебания у другого при их случайном перекрывании).
Отнесение частот в спектре жидкой воды
|
Типы колебания |
Положения максимума полос поглощения см-1 |
|
Крутильное νL |
780 |
|
Деформационная ν2 |
1645 |
|
Составная νL + ν2 |
2150 |
|
Валентное симметричное ν1 |
3450 |
|
Валентное симметричное ν3 |
3600 |
|
Обертоны 2ν2 |
3290 |
Полоса поглощения при 1620см-1 отнесена к деформационной моде димера. Эта частота несколько выше, чем деформационная мода изолированной молекулы (1596 см-1). Сдвиг полосы деформационного колебания воды в сторону высоких частот при переходе от жидкого состояния к твердому приписывают появлению дополнительной силы, которая препятствует изгибу О-Н связи. Деформационная полоса поглощения имеет частоту 1645см-1 и очень слабо зависит от температуры. Она мало изменяется и при переходе к свободной молекуле при частоте 1595см-1. Эта частота мало изменяется и в растворах солей. Она оказывается достаточно стабильной, в то время как изменение температуры, растворение солей, фазовые переходы существенно влияют на все остальные частоты. Цундель (1971) предполагает, что постоянство деформационных колебаний связано с процессами межмолекулярного взаимодействия, а именно обусловлена изменением валентного угла молекулы воды в результате взаимодействия молекул друг с другом, а также с катионами и анионами.
Инфракрасные спектры поглощения воды
в области основных частот.
|
Система |
Тип колебания |
Волновое число см-1 |
|
1 |
2 |
3 |
|
Мономер (пар) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3756 3652 3657 1595 |
|
Мономер (тверд.) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3725 3627 1600 1615 |
|
Димер (тверд.) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3691 3546 1620 1610-1621 |
|
Тример (тверд.) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3510 3355 1633 |
|
Более высокомолекулярные олигомеры (тверд.) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3318 3360 3270 3256 3240 3222 3210 1644-1645 1635 1585 |
|
«Полимерная» вода (жидк.) |
Валентное О-Н Деформационное Н-О-Н |
3480±20 3425±10 1645±5 |
Трудности использования инфракрасной спектроскопии на практике являются не только техническими, но связаны также с отсутствием методики, позволяющей применить математический анализ при определении частот колебаний и отнесении их к той или иной химической связи.
На основе результатов инфракрасной спектроскопии можно разработать химически надежный, воспроизводимый, допускающий стандартизацию метод анализа водных систем. В этом отношении определенные преимущества представляет инфракрасная спектроскопия низкого разрешения, которая позволяет по флуктуации коэффициентов пропускания определить степень влияния, присутствующих в исследуемой системе веществ на структурную организацию водной основы растворов и биологических жидкостей.
Определение содержания механических примесей в судовых эксплуатационных маслах методом инфракрасной спектроскопии
Улучшение технико-экономических показателей дизелей является одной из основных проблем для судовладельцев. В процессе эксплуатации в смазочный материал попадают наряду с сажей, возникающей в результате сгорания, продукты окисления и деструкции масла, а также частицы износа двигателя. Повышение надежности механизмов и рациональное использование смазочных материалов зависит от ряда причин, среди которых большое значение приобретает качество используемых масел. В настоящее время большое значение приобретает использование современных инструментальных методов анализа.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7