Badanie widm absorpcji przy pomocy spektrofotometru SPEKOL 1300.

Spektroskopia jest to dział nauki zajmujący się badaniem struktury energetycznej (budowy i właściwości) substancji. Odbywa się to poprzez obserwację i analizę rozkładu energii czyli widm promieniowania emitowanego, pochłanianego lub rozpraszanego przez dany obiekt fizyczny. Absorpcjometria dotyczy w tym wypadku badania i pomiaru absorpcji promieniowania w zakresie od ultrafioletu do podczerwieni.

Absorpcja promieniowania to pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego przez materię. Na skutek absorpcji natężenie wiązki światła padającego na ośrodek ulega zmniejszeniu. Każda z substancji pochłania charakterystyczne dla siebie długości fali. Zdarza się, że dotyczy to jednej z długości wówczas możemy mówić o absorpcji selektywnej. To jaka długość fali będzie pochłaniana zależy od rodzaju substancji z jaką mamy do czynienia. Jeśli substancje absorbują fale o tej samej długości to różnią się one intensywnością w pochłanianiu.

Absorbancja jest to wielkość fizyczna służąca do określenia ilości zaabsorbowanego promieniowania. Jak widać na rysunku natężenie wiązki po przejściu przez substancję maleje. Absorbancję możemy opisać poprzez:

.

Transmitancja jest to wielkość, określająca ilość promieniowania przepuszczonego. Określona jest za pomocą wyrażenia:

lub wyrażona w procentach

.

Związek pomiędzy abrsorbancją a transmitancją określa równanie:

lub wyrażone w procentach

gdzie:

A- absorbancja

- natężenie światła padającego

- natężenie światła po przejściu przez roztwór

T - transmitancja.

Widmo absorpcji określa zależność pomiędzy ilością promieniowania absorbowanego a długością fali. W obszarze widzialnym może mieć postać ciemnych prążków lub pasm na tle ciągłego widma emisyjnego i jest charakterystyczne dla każdej substancji.

Długość fali λ - odległość mierzona między dwoma sąsiednimi punktami będącymi w tej samej fazie.

Najczęściej stosowanymi jednostkami określającymi długość fali są

.

Zakresy długości fal elektromagnetycznych

Innymi wielkościami charakteryzującą falę elektromagnetyczną są :

Związek pomiędzy liczbą falową a długością fali określa równanie:

.

Prawa absorpcji

Prawo Lamberta

gdzie:

I_{0 -} natężenie promieniowania padającego

I - natężenie promieniowania po przejściu przez warstwę o grubości x

Α - współczynnik absorpcji charakterystyczny dla każdej substancji

x - grubość warstwy.

Jak widać I promieniowania elektromagnetycznego maleje wykładniczo wraz ze wzrostem grubości absorbentu.

Prawo Lamberta - Beera -dotyczy roztworów wieloskładnikowych

gdzie c to stężenie roztworu.

Współczynnik absorpcji jest niezależny od stężenia substancji. Absorpcja rośnie wraz ze wzrostem stężenia substancji.

Prawo addytywności absorpcji

Wartość absorpcji kilku składników równa się sumie wartości absorpcji poszczególnych składników.

Odstępstwa od praw absorpcji

Odstępstwa od praw absorpcji możemy podzielić na spowodowane:

Zastosowanie:

Spektroskopia NMR, oznaczanie substancji

SPEKOL jest to spektrofotometr pracujący w zakresie 190nm do 1100nm. Przeznaczony jest do pomiaru absorpcji a także po dołączeniu odpowiednich przystawek - fluorescencji, zmętnienia, remisji oraz miareczkowań.

Pozycje kuwet

Pomiar widma absorpcji

Odczytanie nieznanego stężenia (tej samej próbki) przy pomocy urządzenia SPEKOL.

Otrzymaną wartość stężenia porównujemy z wartością uzyskaną z krzywej kalibracji.

3

Pozycja 1

Pozycja 2

Pozycja 3

Pozycja 4

Pozycja 5

Próbka

nr 2

Próbka

nr 3

Próbka

nr 1

Woda destylowana

2

1

Długość fali

I₀

I

x

α

c

A

c

Pozycja 1

Pozycja 2

Pozycja 3

Pozycja 4

Pozycja 5

Próbka

nr 2

Próbka

nr 3

Próbka

nr 1

Woda destylowana

Pozycja 1

Pozycja 2

Pozycja 3

Pozycja 4

Pozycja 5

Próbka

nr 2

Próbka

nr 3

Próbka

nr 1

Woda destylowana