Spektroskopia ultrafioletowa – zasada, przyrząd, zastosowanie

2020/09/22
Wyślij zapytanie

Spektroskopia to pomiar i interpretacja promieniowania elektromagnetycznego pochłanianego lub emitowanego, gdy cząsteczki lub atomy lub jony próbki są przenoszone z jednego stanu energetycznego do innego stanu energetycznego.

Spektroskopia ultrafioletowa to widmo absorpcyjne, w którym światło w obszarze ultrafioletowym (200-400 nm) jest pochłaniane przez cząsteczki, co powoduje wzbudzenie elektronów ze stanu podstawowego do stanu o wysokiej energii.

Zasady spektroskopii UV

Spektroskopia jest zasadniczo związana z interakcją światła i materii.

Ponieważ światło jest pochłaniane przez materię, wynikiem jest wzrost zawartości energii atomów lub cząsteczek.

Pochłaniając promieniowanie ultrafioletowe, powoduje to wzbudzenie elektronów ze stanu podstawowego do stanu o wyższej energii.

Cząsteczki zawierająceπelektrony lub elektrony niewiążące (n-elektrony) mogą absorbować energię w postaci promieni ultrafioletowych, w ten sposób pobudzając te elektrony do orbitali molekularnych o wyższej odporności na wiązania.

Im łatwiej elektron jest w stanie wzbudzić, tym dłuższa długość fali światła pochłania. Istnieją cztery możliwe typy przejścia (π–π*, n–π*,σ–σ*, oraz n–σ*), a ich kolejność jest następująca:σ–σ*> n–σ*>π– π*> n*

Absorpcja światła ultrafioletowego przez związek wytworzy unikalne widmo, które pomoże zidentyfikować związek.

Visible Spectrophotometer

spektrometr UV

źródło światła

Lampy z żarnikiem wolframowym i lampy wodorowo-deuterowe są najszerzej stosowanymi i odpowiednimi źródłami światła, ponieważ obejmują cały zakres ultrafioletu.

Lampy z żarnikiem wolframowym są bogate w promieniowanie czerwone. Dokładniej, emitują promieniowanie o długości fali 375 nm, a intensywność lampy wodorowo-deuterowej spada poniżej 375 nm.

monochromator

Monochromator składa się zwykle z pryzmatu i szczeliny.

Bardzowidoczne spektrofotometry to spektrofotometry dwuwiązkowe.

Promieniowanie emitowane z głównego źródła światła jest rozpraszane za pomocą obracającego się pryzmatu.

Następnie różne długości fali źródła światła oddzielone przez pryzmat są wybierane przez szczelinę tak, że obrót pryzmatu powoduje przejście serii stale rosnących długości fal przez szczelinę w celu rejestracji.

Wiązka światła wybrana przez szczelinę jest monochromatyczna i jest dalej dzielona na dwie wiązki za pomocą innego pryzmatu.

Komórka próbki i komórka odniesienia

Jedna z dwóch oddzielnych wiązek przechodzi przez roztwór próbki, a druga wiązka przechodzi przez roztwór odniesienia.

W kuwecie znajdują się zarówno roztwór próbki, jak i roztwór odniesienia.

Baterie te są wykonane z dwutlenku krzemu lub kwarcu. Szkło nie może być używane do ogniw, ponieważ pochłania ono również światło w obszarze ultrafioletowym.

detektor

Zazwyczaj w detektorze w widmie ultrafioletowym stosuje się dwie fotokomórki.

Jedna z fotokomórek odbiera wiązkę światła z kuwety próbkowej, a drugi detektor odbiera wiązkę światła z wzorca.

Intensywność promieniowania z kuwety odniesienia jest silniejsza niż wiązka z kuwety próbkowej. Prowadzi to do pulsacji lub prądu przemiennego w fotokomórce.

Wzmacniacz mocy

Prąd przemienny generowany w fotokomórce przekazywany jest do wzmacniacza.

Wzmacniacz sprzęgnięty jest z małym serwometrem.

Generalnie natężenie prądu generowanego w ogniwie fotowoltaicznym jest bardzo małe, a głównym zadaniem wzmacniacza jest wielokrotne wzmacnianie sygnału w celu uzyskania wyraźnego i rejestrowanego sygnału.

Urządzenie nagrywające

Przez większość czasu wzmacniacz jest połączony z rejestratorem długopisowym podłączonym do komputera.

Komputer przechowuje wszystkie wygenerowane dane i generuje widma wymaganych związków.

Zastosowanie spektroskopii UV

Wykrywanie zanieczyszczeń

Jest to jedna z najlepszych metod oznaczania zanieczyszczeń w cząsteczkach organicznych.

Z powodu zanieczyszczeń w próbce można zaobserwować inne piki, które można porównać ze standardowymi surowcami.

Mierząc absorbancję przy określonej długości fali, można wykryć zanieczyszczenia.

Wyjaśnienie struktury związków organicznych

Może służyć do wyjaśniania struktury cząsteczek organicznych, np. do wykrywania obecności lub braku wiązań nienasyconych oraz obecności heteroatomów.

Spektroskopia absorpcji w ultrafiolecie może być wykorzystana do ilościowego oznaczania związków, które pochłaniają światło ultrafioletowe.

Spektroskopia absorpcji w ultrafiolecie może scharakteryzować rodzaje związków pochłaniających promieniowanie ultrafioletowe, co można wykorzystać do jakościowego oznaczania związków. Identyfikację przeprowadza się przez porównanie widma absorpcji z widmem znanego związku.

Ta technika służy do wykrywania obecności lub nieobecności grup funkcyjnych w związkach. Pasma, które nie mają określonej długości fali, są uważane za dowód braku określonych grup.

Kinetykę reakcji można również badać za pomocą spektroskopii UV. Promieniowanie ultrafioletowe przechodzi przez komorę reakcyjną i można zaobserwować zmianę absorbancji.

Wiele leków ma postać surowców lub preparatów. Można to wykryć, sporządzając odpowiedni roztwór leku w leku i mierząc absorbancję przy określonej długości fali.

Masę cząsteczkową związków można zmierzyć spektrofotometrycznie przez wytworzenie odpowiednich pochodnych tych związków.

spektrofotometr UV może być używany jako detektor do HPLC.

Wyślij zapytanie