Ang spectroscopy ay ang pagsukat at interpretasyon ng electromagnetic radiation na hinihigop o ibinubuga kapag ang mga molekula o atomo o ion ng isang sample ay inilipat mula sa isang estado ng enerhiya patungo sa isa pang estado ng enerhiya.
Ang ultraviolet spectroscopy ay isang absorption spectrum kung saan ang liwanag sa ultraviolet na rehiyon (200-400 nm) ay sinisipsip ng mga molekula, na nagiging sanhi ng pagkasabik ng mga electron mula sa ground state patungo sa mataas na energy state.
Mga Prinsipyo ng UV Spectroscopy
Ang spectroscopy ay karaniwang nauugnay sa pakikipag-ugnayan ng liwanag at bagay.
Habang ang liwanag ay hinihigop ng bagay, ang resulta ay isang pagtaas sa nilalaman ng enerhiya ng mga atomo o molekula.
Kapag sumisipsip ng ultraviolet radiation, nagiging sanhi ito ng mga electron na maging excited mula sa ground state hanggang sa mas mataas na energy state.
Molecules na naglalaman ngπang mga electron o non-bonding electron (n-electrons) ay maaaring sumipsip ng enerhiya sa anyo ng ultraviolet rays, sa gayo'y kapana-panabik ang mga electron na ito sa mas mataas na bond-resistant molecular orbitals.
Kung mas madaling ma-excite ang isang electron, mas mahaba ang wavelength ng liwanag na sinisipsip nito. Mayroong apat na posibleng uri ng paglipat (π–π*, n–π*,σ–σ*, at n–σ*), at ang kanilang pagkakasunud-sunod ay ang mga sumusunod:σ–σ*> n–σ*>π– π*> n–Π*
Ang pagsipsip ng ultraviolet light ng compound ay magbubunga ng kakaibang spectrum na makakatulong upang makilala ang compound.
UV spectrometer
pinagmumulan ng ilaw
Ang mga tungsten filament lamp at hydrogen deuterium lamp ay ang pinakamalawak na ginagamit at angkop na mga pinagmumulan ng liwanag dahil sakop ng mga ito ang buong hanay ng ultraviolet.
Ang mga tungsten filament lamp ay mayaman sa pulang radiation. Higit na partikular, naglalabas sila ng radiation sa 375 nm, at ang intensity ng hydrogen deuterium lamp ay bumaba sa ibaba 375 nm.
monochromator
Ang monochromator ay karaniwang binubuo ng isang prisma at isang slit.
Karamihannakikitang spectrophotometer ay mga dual beam spectrophotometer.
Ang radiation na ibinubuga mula sa pangunahing pinagmumulan ng liwanag ay nakakalat sa pamamagitan ng isang umiikot na prisma.
Pagkatapos, ang iba't ibang wavelength ng pinagmumulan ng liwanag na pinaghihiwalay ng prism ay pinipili ng slit upang ang pag-ikot ng prism ay magdulot ng isang serye ng patuloy na pagtaas ng mga wavelength na dumaan sa slit para sa mga layunin ng pag-record.
Ang light beam na pinili ng slit ay monochromatic at nahahati pa sa dalawang beam sa pamamagitan ng isa pang prisma.
Sample na cell at reference cell
Ang isa sa dalawang magkahiwalay na beam ay dumadaan sa sample solution, at ang pangalawang beam ay dumadaan sa reference solution.
Parehong ang sample na solusyon at ang reference na solusyon ay nakapaloob sa cell.
Ang mga bateryang ito ay gawa sa silicon dioxide o quartz. Hindi maaaring gamitin ang salamin para sa mga cell dahil sumisipsip din ito ng liwanag sa rehiyon ng ultraviolet.
detektor
Karaniwan, dalawang photocells ang ginagamit para sa detektor sa ultraviolet spectrum.
Ang isa sa mga photocell ay tumatanggap ng light beam mula sa sample cell, at ang pangalawang detector ay tumatanggap ng light beam mula sa reference.
Ang intensity ng radiation mula sa reference cell ay mas malakas kaysa sa beam mula sa sample cell. Ito ay humahantong sa pulsation o alternating current sa photocell.
Power amplifier
Ang alternating current na nabuo sa photocell ay ipinapadala sa amplifier.
Ang amplifier ay pinagsama sa isang maliit na servo meter.
Sa pangkalahatan, ang intensity ng kasalukuyang nabuo sa photovoltaic cell ay napakababa, at ang pangunahing layunin ng amplifier ay upang palakasin ang signal ng maraming beses upang makakuha ng malinaw at recordable signal.
Device sa pagre-record
Kadalasan ang amplifier ay isinasama sa isang pen recorder na konektado sa computer.
Iniimbak ng computer ang lahat ng nabuong data at bumubuo ng spectra ng mga kinakailangang compound.
Application ng UV spectroscopy
Pagtuklas ng karumihan
Ito ay isa sa mga pinakamahusay na paraan upang matukoy ang mga dumi sa mga organikong molekula.
Dahil sa mga impurities sa sample, ang iba pang mga peak ay maaaring maobserbahan at maihahambing sa karaniwang mga hilaw na materyales.
Sa pamamagitan ng pagsukat ng absorbance sa isang tiyak na wavelength, ang mga impurities ay maaaring makita.
Pagpapaliwanag ng istraktura ng mga organikong compound
Maaari itong magamit upang linawin ang istraktura ng mga organikong molekula, halimbawa upang makita ang pagkakaroon o kawalan ng mga unsaturated na bono, at ang pagkakaroon ng mga heteroatom.
Maaaring gamitin ang ultraviolet absorption spectroscopy upang matukoy ang dami ng mga compound na sumisipsip ng ultraviolet light.
Ang ultraviolet absorption spectroscopy ay maaaring makilala ang mga uri ng mga compound na sumisipsip ng ultraviolet radiation, na maaaring magamit upang husay na matukoy ang mga compound. Isinasagawa ang pagkilala sa pamamagitan ng paghahambing ng spectrum ng pagsipsip sa spectrum ng isang kilalang tambalan.
Ang pamamaraan na ito ay ginagamit upang makita ang presensya o kawalan ng mga functional na grupo sa mga compound. Ang mga banda na walang partikular na wavelength ay itinuturing na ebidensya ng kakulangan ng mga partikular na grupo.
Maaari ding pag-aralan ang reaction kinetics gamit ang UV spectroscopy. Ang ultraviolet radiation ay dumadaan sa reaction cell, at ang pagbabago sa absorbance ay maaaring maobserbahan.
Maraming mga gamot ay alinman sa anyo ng mga hilaw na materyales o sa anyo ng mga paghahanda. Maaari itong matukoy sa pamamagitan ng paggawa ng angkop na solusyon sa gamot sa gamot at pagsukat ng absorbance sa isang partikular na wavelength.
Ang bigat ng molekular ng mga compound ay maaaring masukat sa spectrophotometrically sa pamamagitan ng paghahanda ng angkop na mga derivatives ng mga compound na ito.
UV spectrophotometer maaaring magamit bilang isang detektor para sa HPLC.