Spektroskopi Ultraviolet-Prinsip, Instrumen, Aplikasi

Spektroskopi ialah pengukuran dan tafsiran sinaran elektromagnet yang diserap atau dipancarkan apabila molekul atau atom atau ion sampel dipindahkan dari satu keadaan tenaga ke keadaan tenaga yang lain.

Spektroskopi ultraungu ialah spektrum penyerapan di mana cahaya dalam kawasan ultraungu (200-400 nm) diserap oleh molekul, yang menyebabkan elektron teruja dari keadaan dasar kepada keadaan tenaga yang tinggi.

Prinsip Spektroskopi UV

Spektroskopi pada asasnya berkaitan dengan interaksi cahaya dan jirim.

Apabila cahaya diserap oleh jirim, hasilnya ialah peningkatan kandungan tenaga atom atau molekul.

Apabila menyerap sinaran ultraungu, ini menyebabkan elektron teruja dari keadaan dasar ke keadaan tenaga yang lebih tinggi.

Molekul yang mengandungiπ Elektron atau elektron bukan ikatan (elektron-n) boleh menyerap tenaga dalam bentuk sinar ultraungu, sekali gus mengujakan elektron ini kepada orbital molekul tahan ikatan yang lebih tinggi.

Lebih mudah elektron mengujakan, lebih panjang gelombang cahaya yang diserapnya. Terdapat empat jenis peralihan yang mungkin (π–π *, n–π *, σ–σ *, dan n–σ *), dan susunannya adalah seperti berikut:σ–σ *> n–σ *>π– π *> n–Π *

Penyerapan cahaya ultraungu oleh sebatian tersebut akan menghasilkan spektrum unik yang membantu mengenal pasti sebatian tersebut.

Spektrometer UV

sumber cahaya

Lampu filamen tungsten dan lampu hidrogen deuterium merupakan sumber cahaya yang paling banyak digunakan dan sesuai kerana ia meliputi keseluruhan julat ultraungu.

Lampu filamen tungsten kaya dengan sinaran merah. Lebih khusus lagi, ia memancarkan sinaran pada 375 nm, dan keamatan lampu hidrogen deuterium jatuh di bawah 375 nm.

monokromator

Monokromator biasanya terdiri daripada prisma dan celah.

Kebanyakan spektrofotometer nampak ialah spektrofotometer pancaran dua hala.

Sinaran yang dipancarkan dari sumber cahaya utama diserakkan melalui prisma berputar.

Kemudian, pelbagai panjang gelombang sumber cahaya yang dipisahkan oleh prisma dipilih oleh celah supaya putaran prisma menyebabkan satu siri panjang gelombang yang semakin meningkat secara berterusan melalui celah untuk tujuan rakaman.

Alur cahaya yang dipilih oleh celah adalah monokromatik dan dibahagikan lagi kepada dua alur melalui prisma yang lain.

Sel sampel dan sel rujukan

Salah satu daripada dua pancaran berasingan melalui larutan sampel, dan pancaran kedua melalui larutan rujukan.

Kedua-dua larutan sampel dan larutan rujukan terkandung di dalam sel.

Bateri ini diperbuat daripada silikon dioksida atau kuarza. Kaca tidak boleh digunakan untuk sel kerana ia juga menyerap cahaya di kawasan ultraungu.

pengesan

Biasanya, dua fotosel digunakan untuk pengesan dalam spektrum ultraungu.

Salah satu fotosel menerima pancaran cahaya daripada sel sampel, dan pengesan kedua menerima pancaran cahaya daripada rujukan.

Keamatan sinaran dari sel rujukan adalah lebih kuat daripada pancaran dari sel sampel. Ini membawa kepada denyutan atau arus ulang-alik dalam fotosel.

Penguat kuasa

Arus ulang-alik yang dijana dalam fotosel dihantar ke penguat.

Penguat digandingkan dengan meter servo kecil.

Secara amnya, keamatan arus yang dijana dalam sel fotovoltaik adalah sangat rendah, dan tujuan utama penguat adalah untuk menguatkan isyarat berkali-kali untuk mendapatkan isyarat yang jelas dan boleh dirakam.

Peranti rakaman

Kebanyakan masa penguat digandingkan dengan perakam pen yang disambungkan ke komputer.

Komputer menyimpan semua data yang dijana dan menghasilkan spektrum sebatian yang diperlukan.

Aplikasi spektroskopi UV

Pengesanan bendasing

Ia merupakan salah satu kaedah terbaik untuk menentukan bendasing dalam molekul organik.

Disebabkan oleh bendasing dalam sampel, puncak lain boleh diperhatikan dan boleh dibandingkan dengan bahan mentah standard.

Dengan mengukur penyerapan pada panjang gelombang tertentu, bendasing dapat dikesan.

Penjelasan struktur sebatian organik

Ia boleh digunakan untuk menjelaskan struktur molekul organik, contohnya untuk mengesan kehadiran atau ketiadaan ikatan tak tepu dan kehadiran heteroatom.

Spektroskopi penyerapan ultraviolet boleh digunakan untuk menentukan secara kuantitatif sebatian yang menyerap cahaya ultraungu.

Spektroskopi penyerapan ultraungu boleh mencirikan jenis sebatian yang menyerap sinaran ultraungu, yang boleh digunakan untuk menentukan sebatian secara kualitatif. Pengenalpastian dilakukan dengan membandingkan spektrum penyerapan dengan spektrum sebatian yang diketahui.

Teknik ini digunakan untuk mengesan kehadiran atau ketiadaan kumpulan berfungsi dalam sebatian. Jalur yang kekurangan panjang gelombang tertentu dianggap sebagai bukti kekurangan kumpulan tertentu.

Kinetik tindak balas juga boleh dikaji menggunakan spektroskopi UV. Sinaran ultraungu melalui sel tindak balas, dan perubahan dalam penyerapan boleh diperhatikan.

Banyak ubat sama ada dalam bentuk bahan mentah atau dalam bentuk sediaan. Ia boleh dikesan dengan membuat larutan ubat yang sesuai dalam ubat tersebut dan mengukur penyerapan pada panjang gelombang tertentu.

Berat molekul sebatian boleh diukur secara spektrofotometri dengan menyediakan derivatif yang sesuai bagi sebatian ini.

Spektrofotometer UV boleh digunakan sebagai pengesan untuk HPLC.