|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Диагностика водно-этанольных растворов методом спектроскопии комбинационного рассеяния светастатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК- Авторы: Буриков С.А., Доленко Т.А., Пацаева С.В., Южаков В.И.
- Журнал: Оптика атмосферы и океана
- Том: 22
- Номер: 11
- Год издания: 2009
- Первая страница: 1082
- Последняя страница: 1088
- Аннотация: Для водно-этанольных систем с различным соотношением компонентов получены спектры комбинационного рассеяния (КР) в области частот 200…3800 см-1. Установлены зависимости частот положения и интенсивностей полос в спектре КР от концентрации этанола в растворе при ее изменении от 0 до 96%, предложена интерпретация полос. Показано, что для каждой из валентных полос СН- и ОН- соответствующая интегральная интенсивность ICH и IOH, нормированная на суммарную интенсивность (ICH + IОH), линейно зависит от объемной концентрации этанола в растворе. На двух модификациях установки - с последовательной регистрацией спектров ФЭУ и параллельной регистрацией спектров ПЗС-камерой - экспериментально продемонстрирована возможность измерения концентрации спиртового раствора с использованием интегральных интенсивностей валентных СН- и ОН-полос. Полученная точность определения концентрации спирта составила несколько десятых долей процента. Предложенный метод можно использовать для определения концентрации водно-этанольных растворов, в том числе для определения крепости алкогольных напитков бесконтактным способом. Описано изменение формы валентной полосы колебаний ОН-групп, неоднородно уширенной вследствие взаимодействия гидроксильных групп молекул воды и спирта. На основании анализа формы валентной ОН-полосы сделаны выводы об изменении доли молекул воды, связанных сильной водородной связью, при изменении соотношения компонентов раствора. Максимальное значение эта величина принимает в диапазоне концентраций спирта 20…25%.Raman scattering spectra of water-ethanol systems with various component ratios were detected in the spectral range between 200 and 4000 cm-1. Positions of Raman lines and their intensities were described and the assignment of lines was given for aqueous ethanol solutions with ethanol content ranging from 0 to 96%. It was shown that each of the intensities ICH and IOH of the stretching CH- and OH-bands normalized to the sum (ICH + IOH) depends linearly on ethanol volumetric concentration. For both modifications of experimental setup, with sequential spectra registration by photomultiplier and with parallel spectra registration by CCD-camera, the feasibility of alcohol quantification in solution was experimentally proven through measuring Raman integral intensities of stretching CH- and OH-bands. The accuracy of alcohol determination was several tenths of percent. The elaborated method can be applied in non-contact mode for ethanol quantification in aqueous ethanol solutions, as well as in alcoholic beverages. We describe the bandshape transformation for stretching OH-band, which is inhomogeneously broadened due to intermolecular interactions of hydroxyl groups of ethanol and water. The conclusions on changes of fraction of water molecules with strong Hydrogen bonding due to alteration of ethanol concentration were made using the contour analysis of stretching OH-band. Maximal fraction of water molecules with strong Hydrogen bonding corresponds to ethanol concentration of 20…25% v/v.
- Добавил в систему: Пацаева Светлана Викторовна