اسپکتروفتومتر

اسپکتروفتومتری روشی است برای اندازه گیری میزان جذب یک ماده شیمیایی با اندازه گیری شدت نور به عنوان پرتویی از نور از محلول نمونه. اصل اساسی این است که هر یک از ترکیبات نور را در محدوده مشخصی از طول موج جذب یا انتقال می دهد. این اندازه گیری همچنین می تواند برای اندازه گیری مقدار یک ماده شیمیایی شناخته شده مورد استفاده قرار گیرد. اسپکتروفتومتری یکی از روشهای مفید تجزیه و تحلیل کمی در زمینه های مختلف مانند شیمی ، فیزیک ، بیوشیمی ، مهندسی مواد و شیمیایی و کاربردهای بالینی است. مقدمه هر ترکیب شیمیایی نور (تابش الکترومغناطیسی) را در طول معینی از طول موج جذب می کند ، منتقل می کند یا منعکس می کند. اسپکتروفتومتری اندازه گیری میزان جذب یک ماده شیمیایی یا انتقال آن است. اسپکتروفتومتری به طور گسترده ای برای تجزیه و تحلیل کمی در زمینه های مختلف (به عنوان مثال ، شیمی ، فیزیک ، زیست شناسی ، بیوشیمی ، مهندسی مواد و شیمیایی ، کاربردهای بالینی ، کاربردهای صنعتی و غیره) استفاده می شود. هر کاربردی که به مواد شیمیایی یا مواد شیمیایی مربوط می شود می تواند از این تکنیک استفاده کند. به عنوان مثال در بیوشیمی از آن برای تعیین واکنشهای کاتالیز شده در آنزیم استفاده می شود. در کاربردهای بالینی از آن برای بررسی خون یا بافت ها برای تشخیص بالینی استفاده می شود. همچنین تغییرات مختلفی از طیف سنجی مانند اسپکتروفتومتری جذب اتمی و طیف سنجی انتشار اتمی وجود دارد. اسپکتروفتومتر ابزاری است که میزان فوتونها (شدت نور) جذب شده پس از عبور از محلول نمونه را اندازه گیری می کند. با استفاده از اسپکتروفتومتر ، می توان با اندازه گیری شدت نور تشخیص داده شده ، مقدار ماده شیمیایی شناخته شده (غلظت) را نیز تعیین کرد. بسته به دامنه طول موج از منبع نور ، می توان آن را به دو نوع مختلف طبقه بندی کرد: طیف سنجی با دید UV: از نور در محدوده ماوراء بنفش (185 - 400 نانومتر) و طیف مرئی (400 - 700 نانومتر) طیف تابش الکترومغناطیسی استفاده می کند. اسپکتروفتومتر اسپکتروفتومتر IR: از نور در محدوده مادون قرمز (700 - 15000 نانومتر) طیف تابش الکترومغناطیسی استفاده می کند. در اسپکتروفتومتری قابل مشاهده ، جذب یا انتقال ماده خاصی با رنگ مشاهده شده قابل تعیین است. به عنوان مثال ، یک نمونه محلول که نور را در تمام محدوده های مرئی جذب می کند (به عنوان مثال ، هیچ یک از طول موج های قابل مشاهده را منتقل نمی کند) به نظر تئوری سیاه است. از طرف دیگر ، اگر تمام طول موج های مرئی منتقل شوند (یعنی چیزی را جذب نمی کند) ، نمونه محلول به رنگ سفید ظاهر می شود. اگر نمونه ای از محلول ، نور قرمز (700 نانومتر پوند) را جذب کند ، به نظر می رسد سبز است زیرا سبز رنگ مکمل قرمز است. اسپکتروفتومترهای قابل مشاهده ، در عمل ، از یک منشور برای باریک کردن محدوده مشخصی از طول موج (برای فیلتر کردن طول موجهای دیگر) استفاده می کنند تا پرتوی خاص نور از طریق یک نمونه راه حل منتقل شود. دستگاه ها و مکانیسم شکل 1 ساختار اساسی اسپکتروفتومترها را نشان می دهد. این دستگاه از یک منبع نوری ، یک کولیساتور ، یک مونوکروماتور ، یک انتخاب کننده طول موج ، یک کووت برای محلول نمونه ، یک آشکارساز فوتوالکتریک و یک صفحه نمایش دیجیتال یا یک متر تشکیل شده است. مکانیسم تفصیلی در زیر شرح داده شده است. شکل 2 یک اسپکتروفتومتر نمونه را نشان می دهد (مدل: Spectronic 20D). spectrophotometer_structure.png شکل 1: ساختار اساسی اسپکتروفتومترها (نشان داده شده توسط Heesung Shim) به طور کلی ، اسپکتروفتومتر از دو دستگاه تشکیل شده است. یک طیف سنج و یک فوتومتر. طیف سنج دستگاهی است که به طور معمول نور را پراکنده و اندازه گیری می کند. یک فوتومتر نشانگر آشکارساز فوتوالکتریک است که شدت نور را اندازه گیری می کند. طیف سنج: دامنه مورد نظر از طول موج از نور را تولید می کند. ابتدا یک کولیساتور (لنز) یک پرتوی مستقیم از نور (فوتون) را که از یک مونوکروماتور (منشور) عبور می کند ، منتقل می کند تا آن را به چندین طول موج مؤلفه (طیف) تقسیم کند. سپس یک انتخابگر طول موج (شکاف) فقط طول موج مورد نظر را انتقال می دهد ، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. فوتومتر: پس از عبور دامنه مطلوب از طول موج از نور از محلول یک نمونه در کووت ، فوتومتر میزان فوتون های جذب شده را تشخیص می دهد و سپس سیگنال را به یک گالوانومتر یا یک صفحه نمایش دیجیتالی می فرستد ، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. Spc20Blnk.gif شکل 2: اسپکتروفتومتر موج منفرد برای تولید انواع طول موج به طیف سنج نیاز دارید زیرا ترکیبات مختلف در طول موج های مختلف به بهترین وجه جذب می شوند. به عنوان مثال ، p-nitrophenol (فرم اسید) حداکثر جذب را در حدود 320 نانومتر و p-nitrophenolate (فرم اصلی) به بهترین شکل در 400 نانومتر جذب می کند ، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است. wave.png شکل 3: جذب دو ترکیب مختلف با نگاهی به گرافیکی که میزان جذب و طول موج را اندازه گیری می کند ، می توان نقطه ای از ایزواسبیستال را نیز مشاهده کرد. نقطه‌ی ایزواسنتیک طول موج است که در آن جذب دو یا چند گونه یکسان است. ظهور یک نقطه ایزواسبی در واکنش نشان می دهد که یک واسطه برای تشکیل محصول از یک واکنش دهنده لازم نیست. شکل 4 نمونه ای از یک نقطه ایزواسبیستال را نشان می دهد. اسپکتروفتومتر