자외선 분광법-원리, 기기, 응용

2020/09/22
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분광학은 시료의 분자, 원자 또는 이온이 한 에너지 상태에서 다른 에너지 상태로 이동할 때 흡수되거나 방출되는 전자기 복사의 측정 및 해석입니다.

자외선 분광법은 자외선 영역(200~400nm)의 빛이 분자에 흡수되어 전자가 기저 상태에서 고에너지 상태로 여기되는 흡수 스펙트럼입니다.

UV 분광법의 원리

분광학은 기본적으로 빛과 물질의 상호 작용과 관련이 있습니다.

빛이 물질에 흡수됨에 따라 결과적으로 원자 또는 분자의 에너지 함량이 증가합니다.

자외선을 흡수하면 전자가 바닥 상태에서 더 높은 에너지 상태로 여기됩니다.

다음을 포함하는 분자파이전자 또는 비결합 전자(n-전자)는 자외선 형태의 에너지를 흡수하여 이러한 전자를 결합 저항성이 더 높은 분자 궤도로 여기시킬 수 있습니다.

전자가 여기되기 쉬울수록 흡수하는 빛의 파장이 길어집니다. 네 가지 가능한 전환 유형이 있습니다(파이–파이*, N–파이*,σ–σ* 및 n–σ*), 그 순서는 다음과 같습니다.σ–σ*> N–σ*>파이– 파이*> N–❒*

화합물에 의한 자외선 흡수는 화합물을 식별하는 데 도움이 되는 독특한 스펙트럼을 생성합니다.

Visible Spectrophotometer

자외선 분광계

광원

텅스텐 필라멘트 램프와 수소 중수소 램프는 전체 자외선 범위를 커버하기 때문에 가장 널리 사용되고 적합한 광원입니다.

텅스텐 필라멘트 램프는 적색 방사선이 풍부합니다. 보다 구체적으로, 그들은 375 nm에서 방사선을 방출하고 수소 중수소 램프의 강도는 375 nm 아래로 떨어집니다.

단색기

모노크로메이터는 일반적으로 프리즘과 슬릿으로 구성됩니다.

최대가시 분광 광도계 이중 빔 분광 광도계입니다.

주 광원에서 방출된 방사선은 회전하는 프리즘을 통해 산란됩니다.

그런 다음 프리즘에 의해 분리된 광원의 다양한 파장이 슬릿에 의해 선택되어 프리즘의 회전으로 인해 연속적으로 증가하는 일련의 파장이 기록 목적으로 슬릿을 통과하게 됩니다.

슬릿에 의해 선택된 광선은 단색이고 또 다른 프리즘에 의해 두 개의 광선으로 더 나뉩니다.

샘플 셀 및 참조 셀

두 개의 개별 빔 중 하나는 샘플 용액을 통과하고 두 번째 빔은 참조 용액을 통과합니다.

샘플 용액과 참조 용액이 모두 셀에 포함되어 있습니다.

이 배터리는 이산화규소 또는 석영으로 만들어집니다. 유리는 자외선 영역의 빛도 흡수하기 때문에 세포에 사용할 수 없습니다.

탐지기

일반적으로 자외선 스펙트럼의 검출기에는 두 개의 광전지가 사용됩니다.

광전지 중 하나는 샘플 셀에서 광선을 수신하고 두 번째 검출기는 기준에서 광선을 수신합니다.

기준 셀의 방사 강도는 샘플 셀의 빔보다 강합니다. 이것은 광전지에서 맥동 또는 교류로 이어집니다.

파워 앰프

광전지에서 생성된 교류는 증폭기로 전달됩니다.

증폭기는 작은 서보 미터에 연결됩니다.

일반적으로 태양광 전지에서 발생하는 전류의 세기는 매우 낮으며 증폭기의 주요 목적은 명확하고 기록 가능한 신호를 얻기 위해 신호를 여러 번 증폭하는 것입니다.

녹음 장치

대부분의 경우 앰프는 컴퓨터에 연결된 펜 레코더에 연결됩니다.

컴퓨터는 생성된 모든 데이터를 저장하고 필요한 화합물의 스펙트럼을 생성합니다.

UV 분광법의 응용

불순물 검출

유기 분자의 불순물을 결정하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다.

샘플의 불순물로 인해 다른 피크가 관찰될 수 있으며 표준 원료와 비교할 수 있습니다.

특정 파장에서 흡광도를 측정하여 불순물을 검출할 수 있습니다.

유기화합물의 구조해명

예를 들어 불포화 결합의 존재 여부 및 헤테로원자의 존재를 감지하기 위해 유기 분자의 구조를 명확히 하는 데 사용할 수 있습니다.

자외선 흡수 분광법은 자외선을 흡수하는 화합물을 정량적으로 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

자외선 흡수 분광법은 화합물을 정성적으로 결정하는 데 사용할 수 있는 자외선을 흡수하는 화합물 유형을 특성화할 수 있습니다. 식별은 흡수 스펙트럼을 알려진 화합물의 스펙트럼과 비교하여 수행됩니다.

이 기술은 화합물에서 작용기의 존재 여부를 감지하는 데 사용됩니다. 특정 파장이 없는 밴드는 특정 그룹이 없다는 증거로 간주됩니다.

반응 역학은 UV 분광법을 사용하여 연구할 수도 있습니다. 자외선은 반응 셀을 통과하여 흡광도의 변화를 관찰할 수 있습니다.

많은 약물이 원료의 형태이거나 제제의 형태입니다. 약물에 적합한 약물 용액을 만들고 특정 파장에서 흡광도를 측정하여 검출할 수 있습니다.

화합물의 분자량은 이들 화합물의 적합한 유도체를 제조함으로써 분광광도계로 측정할 수 있다.

UV 분광 광도계 HPLC용 검출기로 사용할 수 있습니다.

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