Применение методов ИК-снектросконии в химическом анализе

Применение ИК-спектросконии для диагностики аквамаринового сырья

Аквамарин (от лат. agua marina — морская вода) — разновидность минерала берилла, представляющая собой прозрачные кристаллы светло-голубого, голубовато-зеленого, зеленовато-синего или серо-голубого цвета. Цвет зависит от примеси Fe²⁺.

Это драгоценный камень, который широко используется в ювелирном деле. Он добывается из пегматитовых и грейзеновых месторождений. Представляет собой минерал из класса силикатов. Химическая формула: Al₂Be,[Si_tt0_ls].

Аквамарин, как и другие ювелирные камни, может быть различного качества, которое непосредственно влияет на его стоимость. Качество ювелирного камня может зависеть от многих параметров, но в большей степени от химического состава и примесей.

На рис. 11.4 приведены ИК-снектры аквамаринов 1-го класса. Полосы поглощения ниже 500 см ¹ отнесены к колебаниям Si0₄ тетраэдра. Полоса с частотой 508 см ¹ характерна для АЮ₆ октаэдра. В интервале 590—770 см ¹ наблюдаются интенсивные полосы с частотами максимума 590, 650, 680, 750 см ', отнесенные к колебанию Ве0₄ тетраэдра. В области валентных колебаний ОН наблюдается полоса с частотой 3400 см¹, характеризующаяся присутствием молекулярной воды. Полосы колебания гидроксильной группы проявляются в спектре с частотами максимума 3590 см ¹ и 3600 см¹.

На рис. 11.5 и 11.6 приведены ИК-спектры аквамаринов 2-го и 3-го классов.

Рис. 11.4. ИК-спектр аквамарина 1-го класса.

Рис. 11.5. ИК-спектр аквамарина 2-го класса.

Рис. 11.6. ИК-спектр аквамарина 3-го класса.

Как очевидно из приведенных спектров, сортность аквамарина коррелирует с видом ИК-спектра в области валентных колебаний ОН-связи. У аквамарина 1-го класса почти отсутствуют полосы поглощения в области валентных колебаний ОН-связи. Для аквамаринов 2-го класса наблюдаем поглощение ОН-групп связанной воды — 3600, 3590 см '. У аквамаринов 3-го класса наблюдаются наряду с этими полосами поглощения широкие полосы поглощения с частотой 3400 см^-1, характерной для свободной воды. Естественно, у образцов аквамарина пониженной сортности имеются дефектные места, где адсорбируется свободная и поверхностная вода.

Оборудование и реагенты

ИК-спектрофотометр.

Пресс для прессования таблеток.

Ступка.

Сухая соль КВг.

Образцы аквамарина.

Таблицы ИК спектров аквамарина разного сорта.

Описание определения

Для проведения анализа необходимо подготовить образец аквамарина. Для этого кусочек аквамарина растирают в ступке и готовят смесь порошка аквамарина и соли КВг (в отношении 1:400). Полученную смесь тщательно перемешивают и спрессовывают в таблетку.

Далее снимают ИК-спектр приготовленного образца и сравнивают его со спектрами аквамаринов различного класса, приведенными на рис. 11.4—11.6. По отсутствию или наличию полос поглощения в области валентных колебаний ОН-связей и их интенсивности относят исследуемый образец аквамарина к тому или иному классу.