Ultraviolet Spectroscopy-Prinsipyo, Instrumento, Aplikasyon

Ang ispektroskopiya ay ang pagsukat at interpretasyon ng electromagnetic radiation na nasisipsip o inilalabas kapag ang mga molekula o atomo o ion ng isang sample ay inililipat 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 region (200-400 nm) ay hinihigop ng mga molekula, na nagiging sanhi ng pag-excite ng mga electron mula sa ground state patungo sa isang mataas na energy state.

Mga Prinsipyo ng UV Spectroscopy

Ang ispektroskopiya ay pangunahing nauugnay sa interaksyon ng liwanag at materya.

Habang ang liwanag ay nasisipsip ng materya, ang resulta ay pagtaas sa nilalaman ng enerhiya ng mga atomo o molekula.

Kapag sumisipsip ng ultraviolet radiation, nagiging sanhi ito ng pag-excite ng mga electron mula sa ground state patungo sa mas mataas na energy state.

Mga molekula na naglalaman ngπ Ang mga electron o mga electron na hindi nagbubuklod (n-electron) ay maaaring sumipsip ng enerhiya sa anyo ng mga sinag ng ultraviolet, sa gayon ay nae-excite ang mga electron na ito sa mga molekular orbital na mas matataas ang bond-resistant.

Kung mas madaling ma-excite ang isang elektron, mas mahaba ang wavelength ng liwanag na sinisipsip nito. Mayroong apat na posibleng uri ng transisyon (π–π *, n–π *, σ–σ *, at n–σ *), at ang kanilang pagkakasunod-sunod ay ang mga sumusunod:σ–σ *> n–σ *>π– π *> n–Π *

Ang pagsipsip ng compound ng ultraviolet light ay lilikha ng kakaibang spectrum na makakatulong upang matukoy ang compound.

UV spectrometer

pinagmumulan ng liwanag

Ang mga tungsten filament lamp at hydrogen deuterium lamp ang pinakamalawak na ginagamit at angkop na pinagmumulan ng liwanag dahil sakop nila ang buong saklaw ng ultraviolet.

Ang mga tungsten filament lamp ay mayaman sa pulang radyasyon. Mas partikular, naglalabas ang mga ito ng radyasyon sa 375 nm, at ang intensidad ng hydrogen deuterium lamp ay bumababa sa 375 nm.

monokromator

Ang monochromator ay karaniwang binubuo ng isang prisma at isang hiwa.

Karamihan sa mga nakikitang spectrophotometer ay dual beam spectrophotometer.

Ang radyasyon na inilalabas mula sa pangunahing pinagmumulan ng liwanag ay ikinakalat sa pamamagitan ng isang umiikot na prisma.

Pagkatapos, ang iba't ibang wavelength ng pinagmumulan ng liwanag na pinaghihiwalay ng prisma ay pinipili ng hiwa upang ang pag-ikot ng prisma ay maging sanhi ng isang serye ng patuloy na pagtaas ng mga wavelength na dumaan sa hiwa para sa mga layunin ng pagre-record.

Ang sinag ng liwanag na napili ng hiwa ay monokromatiko at higit pang hinahati sa dalawang sinag sa pamamagitan ng isa pang prisma.

Sample na selula at sangguniang selula

Isa sa dalawang magkahiwalay na sinag ay dumadaan sa sample solution, at ang pangalawang sinag ay dumadaan sa reference solution.

Parehong nakapaloob sa cell ang sample solution at ang reference solution.

Ang mga bateryang ito ay gawa sa silicon dioxide o quartz. Hindi maaaring gamitin ang salamin para sa mga selula dahil sumisipsip din ito ng liwanag sa rehiyon ng ultraviolet.

detektor

Karaniwan, dalawang photocell ang ginagamit para sa detector sa ultraviolet spectrum.

Isa sa mga photocell ang tumatanggap ng sinag ng liwanag mula sa sample cell, at ang pangalawang detector naman ang tumatanggap ng sinag ng liwanag mula sa reference.

Ang tindi ng radyasyon mula sa reference cell ay mas malakas kaysa sa sinag mula sa sample cell. Ito ay humahantong sa pulsation o alternating current sa photocell.

Power amplifier

Ang alternating current na nalilikha sa photocell ay ipinapadala sa amplifier.

Ang amplifier ay nakakabit sa isang maliit na servo meter.

Sa pangkalahatan, ang intensidad ng kasalukuyang nalilikha sa photovoltaic cell ay napakababa, at ang pangunahing layunin ng amplifier ay palakasin ang signal nang maraming beses upang makakuha ng malinaw at nare-record na signal.

Kagamitan sa pagre-record

Kadalasan, ang amplifier ay nakakabit sa isang pen recorder na nakakonekta sa computer.

Iniimbak ng kompyuter ang lahat ng nabuong datos at binubuo ang spectra ng mga kinakailangang compound.

Aplikasyon ng UV spectroscopy

Pagtuklas ng karumihan

Ito ay isa sa mga pinakamahusay na pamamaraan upang matukoy ang mga dumi sa mga organikong molekula.

Dahil sa mga dumi sa sample, maaaring maobserbahan ang iba pang mga peak at maihahambing sa mga karaniwang hilaw na materyales.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng absorbance sa isang partikular na wavelength, maaaring matukoy ang mga impurities.

Paglilinaw ng istruktura ng mga organikong compound

Maaari itong gamitin upang linawin ang istruktura ng mga organikong molekula, halimbawa upang matukoy ang presensya o kawalan ng mga unsaturated bond, at ang presensya ng mga heteroatoms.

Maaaring gamitin ang ultraviolet absorption spectroscopy upang matukoy nang dami ang mga compound na sumisipsip ng ultraviolet light.

Kayang kilalanin ng ultraviolet absorption spectroscopy ang mga uri ng compound na sumisipsip ng ultraviolet radiation, na maaaring gamitin upang matukoy nang kwalitatibo ang mga compound. Isinasagawa ang pagkilala sa pamamagitan ng paghahambing ng absorption spectrum sa spectrum ng isang kilalang compound.

Ang pamamaraang ito ay ginagamit upang matukoy ang presensya o kawalan ng mga functional group sa mga compound. Ang mga banda na walang tiyak na wavelength ay itinuturing na ebidensya ng kakulangan ng mga tiyak na grupo.

Maaari ring pag-aralan ang kinetika ng reaksyon gamit ang UV spectroscopy. Ang ultraviolet radiation ay dumadaan sa reaction cell, at maaaring maobserbahan ang pagbabago sa absorbance.

Maraming gamot ang nasa anyong hilaw na materyales o nasa anyong preparasyon. Maaari itong matukoy sa pamamagitan ng paggawa ng angkop na solusyon sa gamot at pagsukat ng absorbance sa isang partikular na wavelength.

Ang molekular na bigat ng mga compound ay maaaring masukat sa pamamagitan ng spectrophotometric na paraan sa pamamagitan ng paghahanda ng mga angkop na derivative ng mga compound na ito.

Maaaring gamitin ang UV spectrophotometer bilang detektor para sa HPLC.