Het principe van een ultraviolette spectrofotometer

UV-vis spectroscopie wordt beschouwd als een belangrijk hulpmiddel in de analytische chemie. Sterker nog, het is een van de meest gebruikte technieken in klinische en chemische laboratoria. Deze techniek wordt gebruikt voor kwalitatieve analyse en identificatie van chemische stoffen. Het belangrijkste gebruik ervan is echter de kwantitatieve bepaling van verschillende organische en anorganische verbindingen in oplossing.

Spectroscopie gaat in principe over de interactie tussen licht en materie. Wanneer licht door materie wordt geabsorbeerd, neemt het energiegehalte van atomen of moleculen toe. De absorptie van zichtbaar of ultraviolet licht door de verbinding produceert een ander spectrum.

Wanneer ultraviolette straling wordt geabsorbeerd, worden elektronen aangeslagen van de grondtoestand naar een hogere energietoestand. De theorie achter dit concept stelt dat de energie van de geabsorbeerde ultraviolette straling gelijk is aan het energieverschil tussen de hoge energietoestand en de grondtoestand.

Ultraviolet-zichtbare spectrofotometer

Het basisprincipe van het UV-spectrum:

Het principe van een UV-spectrofotometer is gebaseerd op de wet van Beer-Lambert. Deze wet stelt dat, wanneer een monochromatische lichtbundel door een oplossing van een absorberende stof gaat, de afname van de stralingsintensiteit en de dikte van de absorberende oplossing evenredig zijn met de concentratie van de oplossing en de invallende straling.

De wet wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking:

A = log (I0 / I) = ECI

A staat voor absorptie, I0 voor de lichtintensiteit op het monsterbad, L voor de lichtintensiteit die het monsterbad verlaat, C voor de concentratie van de opgeloste stof, L voor de lengte van het monsterbad en E voor de molaire absorptiesnelheid.

Volgens de wet van Beer-Lambert is vastgesteld dat hoe groter het aantal moleculen dat licht van een bepaalde golflengte kan absorberen, hoe meer licht er geabsorbeerd wordt.

Toepassing van het ultraviolette spectrum:

Het concept en principe van een ultraviolet-zichtbare spectrofotometer hebben vele toepassingen. Zo wordt deze bijvoorbeeld gebruikt om functionele groepen te detecteren. Het kan ook worden gebruikt om de aanwezigheid of afwezigheid van een chromofoor in complexe verbindingen aan te tonen.

Dit kan ook worden gebruikt om conjugaten in polyenen te detecteren. Naarmate het aantal dubbele bindingen toeneemt, verschuift de absorptie naar langere golflengten. Bovendien kan het UV-spectrum worden gebruikt om onbekende verbindingen te identificeren. Het spectrum van de onbekende verbinding wordt vergeleken met dat van de referentieverbinding. Als de twee spectra overeenkomen, is de onbekende verbinding succesvol geïdentificeerd.

UV-spectra kunnen ook helpen bij het bepalen van de configuratie van geometrische isomeren. Het is vastgesteld dat cis-alkenen bij andere golflengten absorberen dan trans-alkenen. Als een isomeer een niet-coplanaire structuur heeft, kan deze nog steeds worden bepaald met behulp van ultraviolet spectroscopie.

Tot slot kan het instrument de zuiverheid van de stof bepalen. Hiertoe werd de absorptie van de monsteroplossing vergeleken met die van een referentieoplossing. De absorptiesterkte kan worden gebruikt om de zuiverheid van een stof te berekenen.