Optiset spektroskopiset analyysimenetelmät perustuvat sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutukseen aineen kanssa. Tämän artikkelin kirjoittamisen tavoitteena on kertoa sinulle yleisesti käytettyjen spektroskooppisten tekniikoiden peruskäsitteistä

Sähkömagneettinen spektri

Sähkömagneettinen spektri tarjoaa spektroskopistille runsaasti tietoa. Jokaiselle sähkömagneettisen spektrin alueelle on ominaista taajuus- tai aallonpituusalue, ja se löytää useita sovelluksia kemistien ja fyysikkojen käsissä. Sähkömagneettisen spektrin aallonpituudet vaihtelevat atomien välisistä mitoista (suurenergiset gammasäteet) useisiin kilometreihin (radioaallot)

Spektroskooppiset tekniikat

Spektroskooppiset tekniikat perustuvat pohjimmiltaan kolmentyyppiseen sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutukseen aineen kanssa.

• Päästö
• Imeytyminen
• Sironta

Emissiospektroskopia

Emissiospektroskooppiset menetelmät perustuvat näytteen muodostavien elementtien emittoimiin ominaisaallonpituuksiin, kun ne viritetään lämpö-, sähkö- tai säteilyenergialla.

• ICP – OES-spektroskopia

Korkeassa lämpötilassa olevaa plasmalähdettä käytetään herättämään ainesosia, jotka lähettävät tunnusomaista aallonpituussäteilyä, jota voidaan käyttää näytteen kvantitatiiviseen arviointiin.

• Fluoresenssispektroskopia

Valon absorption yhteydessä absorboiva molekyyli kiihtyy ja tietyt fotoluminisoivat lajit lähettävät uudelleen absorboituneen valon aikaviiveen jälkeen Fluoresenssi viittaa uudelleenemissioon \((10^-^8 – 10^-^9s)\) kun taas viivästynyt emissiota minuuttien, tuntien tai jopa päivien jälkeen kutsutaan fosforesenssiksi.

Fluoresenssin intensiteetti on suoraan verrannollinen läsnä oleviin fluoresoiviin lajeihin. Jotkut aineet, jotka eivät ole luonnostaan fluoresoivia, voidaan derivatisoida fluoresoivilla osilla havaitsemisrajojen parantamiseksi.

Absorptiospektroskopia

Absorptiospektroskopian perustana on tietyn aallonpituuden (aallonpituuksien) absorption mittaaminen näytteessä olevien tiettyjen atomien tai molekyylien avulla. Absorptiomittaukset voidaan tehdä tietyllä aallonpituudella tai useilla aallonpituuksilla samanaikaisia määrityksiä varten.

• UV – näkyvä spektroskopia

Alue 180 – 780 nm muodostaa UV-näkyvän alueen ja sitä voidaan käyttää atomi-, molekyyli- tai ionilajimäärityksissä. Absorptio tällä alueella johtuu elektronisista siirtymistä absorboivien lajien elektronitasojen välillä.

• Infrapunaspektroskopia

Absorptio tällä alueella tapahtuu noin 25 000 cm-1:stä (lähellä IR) noin 10 cm-1:een (kaukainen IR) riippuen absorboivien molekyylien värähtely- tai pyörimisenergiasta. Edellytys absorptiolle tällä alueella on absorboivan molekyylin dipolimomentin muutos. Keskeinen käyttöalue on molekyylien funktionaalisten ryhmien tunnistaminen. FT – IR on korvannut täysin hajottavat IR-instrumentit FT IR -tekniikan tarjoamien lukuisten etujen ansiosta.

• Sameusmitta

Turbidimetriaa käytetään nestemäiseen väliaineeseen homogeenisesti dispergoituneiden suspensioiden määrittämiseen. Tällaisten suspensioiden opasiteetti mitataan läpäisevän valon intensiteetistä. Turbidimetriset menetelmät antavat parhaimmillaan karkean arvion pitoisuudesta

• Röntgenspektroskopia

Korkean energian röntgensäteilyä käytetään poistamaan elektroneja atomien sisäkuorista, jotka korvataan ulkokuorista olevilla elektroneilla. Energia säteilee fotoneina, joka on ominaista kullekin alkuaineelle
Valonsirontaspektroskopia

• Nefelometria

Nefelometria perustuu sironneen valon tutkimukseen homogeenisen hiukkassuspension avulla nestemäisessä väliaineessa

• Raman-spektroskopia

Rama-siirtymät nestenäytteissä johtuvat virityksestä korkeampiin värähtelytiloihin tulevan säteilyn vaikutuksesta. Raman-ilmiöön liittyy valon sironta, johon liittyy aallonpituuden muutos. Raman- ja infrapunaspektroskopia ovat toisiaan täydentäviä tekniikoita, mutta Ramanilla on suuri etu, että vesinäytteet voidaan käsitellä suoraan, koska vesi ei häiritse Raman-mittauksia

• Röntgendiffraktio

Röntgendiffraktio ei ole kemiallinen tunnistustyökalu, vaan sen avulla voidaan karakterisoida kiteisten materiaalien atomi- ja molekyylirakenne. Diffrakoituneiden röntgensäteiden kulmia ja intensiteettejä mittaamalla on mahdollista saada kidehilan sisällä olevien elektronien tiheydet, joista voidaan päätellä atomien tilajakauma kidehilassa.

Seuraavissa artikkeleissa käsitellään samanlaisia analyyttisten tekniikoiden ryhmiä.

Ole hyvä ja jaa näkemyksesi ja kommentoi artikkelia.

Lähde