Спектрофотометрия и фотоколориметрия (стр. 2 из 2)

Вся сопряженная система в органическом соединении называется хромофором. От строения хромофора зависит длина волны, соответствующая максимуму поглощения в спектре. Введение заместителей вызывает смещение полосы поглощения и изменение его интенсивности. В зависимости от непосредственного окружения хромофора максимум его поглощения может сдвигаться либо в сторону более длинных волн, либо в сторону менее длинных волн .·

Основными типами хромофоров в органических соединениях служат: диеновые и полиеновые системы; карбонильные группы, сопряженные с двойными связями; бензольные кольца, особенно сопряженные с другими хромофорами; хиноны; ароматические гетероциклические системы, в том числе фуран и его производные. Следует заметить, что у бензольных колец, сопряженных с дополнительными хромофорами, положение максимумов поглощения и их интенсивность колеблются в широких пределах. Вещества, не способные к поглощению, можно определить спектрофотометрически или фотоколориметрически, добавив реагент, образующий с определяемым соединением поглощающий комплекс или хромофорную систему.

Макромолекулы целлюлозы и других полисахаридов не содержат хромофоров и поэтому не поглощают свет ни в видимой, ни в УФ-области. То же самое относится к продуктам их гидролиза, моносахаридам. Однако моносахариды дают многочисленные цветные реакции с различными реагентами с образованием окрашенных продуктов, пригодных для фотоколориметрического или спектрофотометрического определения. Обычно цветная реакция обусловливается образованием из моносахарида фуранового цикла, который и дает окрашивание.

В противоположность углеводам лигнин, имеющий ароматическое строение, поглощает УФ-излучение. В спектре лигнина имеются интенсивный максимум поглощения в области длин волн 203…208 нм, четко выраженное плечо около 230 нм и характерный, но менее интенсивный по сравнению с первым максимум в области 280 нм у лигнинов хвойных древесных пород и при 275…278 нм – у лигнинов лиственных древесных пород. Интенсивность поглощения у лиственных лигнинов ниже, чем у хвойных. Спектр лигнина представляет собой сумму накладывающихся друг на друга полос поглощения различных хромофоров, входящих в макромолекулы лигнина: бензольных колец, содержащих фенольные гидроксильные группы; сопряженных с бензольным кольцом карбонильных групп и двойных связей; дифенмльных структур; группировок хинонов и метиленхинонов и др.

Различные химические обработки лигнина, в том числе варочными агентами в процессах получения из древесины техническнх целлюлоз и других волокнистых полуфабрикатов, за исключением действия окислителей и щелочей в жестких условиях, не затрагивают основных хромофорных группировок. Это позволяет использовать УФ-поглощение лигнина для его количественного определения в технических целлюлозах, в сульфитных и сульфатных варочных растворах в ходе делигнификации, в отработанных щелоках, а также в кислых фильтратах при определении лигнина Класона.

Применяемые в анализе древесины и технических целлюлоз и включенные в данное учебное пособие методы фотометрического анализа условно можно подразделить на следующие группы.

1. Прямой анализ методом поглощения в УФ-области. К этой группе относятся: методы спектрофотометрического определения кислоторастворимого лигнина в фильтратах, получаемых при определении лигнина в древесине и остаточного лигнина в технических целлюлозах гидролизом с концентрированной серной кислотой; определение остаточного лигнина в технических целлюлозах спектрофотометрическим методом в кадоксене; определение фурфурола спектрофотометрическим методом при анализе технических целлюлоз на остаточные пентозаны. Спектрофотометрию в УФ-области можно также использовать для количественного определения лигнина, содержащегося в древесине, растворением ее в ацетилбромиде.

2. Прямой анализ методом свефороглощеиия в видимой области. Этот метод в химии древесины и целлюлозы применяется сравнительно редко. К этой группе относится фотометрическое определение таннинов в водных экстрактах, извлеченных из древесины или коры.

3. Измерение поглощения в видимой области продуктами реакций с определяемым веществом. Эта группа, методов включает: фотоколориметрическое определение фурфурола с орсином при определении пентозанов в древесине и остаточных пентозанов в технических целлюлозах; фотоколориметрическое определение моносахаридов при анализе гидролизатов легко- и трудногидролизуемых полисахаридов древесины методом хроматографии на бумаге.

4. Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем – определение с отолуидиновым реагентом галактуронана, пентозанов и гекспзанов в пектиновых веществах, извлеченных из древесины. Спектрофотометрический анализ многокомпонентных систем можно также использовать для определения лигнина в растворах в присутствии углеводов, измеряя поглощение при двух длинах волн р для определения остаточных пентозанов в технических целлюлозах но фурфуролу с поправкой на гидро-ксиметплфурфурол.

5. Определение цункииональных групп в технических и окисленных целлюлозах с применением или получением в ходе анализа органических красителей. К этой группе методов относятся определение восстанавливающих карбонильных групп по реакции их с хлоридом 2. 3,5 – трифенил-тетразолпя с фотоколорнметрическнм определением образующегося красителя – формазана и определение карбоксильных групп фотоколориметрическим измерением связанного основного красителя – метилепового голубого.