Optische spectroscopische analysemethoden zijn gebaseerd op de interactie van elektromagnetische straling met materie. Het doel van het schrijven van dit artikel is om u te informeren over de fundamentele concepten van veelgebruikte spectroscopische technieken

Elektromagnetisch spectrum

Het elektromagnetische spectrum verschaft de spectroscopist een schat aan informatie. Elk gebied van het elektromagnetische spectrum wordt gekenmerkt door een reeks frequenties of golflengten en vindt verschillende toepassingen in de handen van chemici en natuurkundigen. De golflengten van het elektromagnetische spectrum variëren van interatomaire dimensies (hoge-energetische gammastraling) tot enkele kilometers (radiogolven)

Spectroscopische technieken

Spectroscopische technieken zijn gebaseerd op in wezen drie soorten interacties van elektromagnetische straling met materie.

• Uitstoot
• Absorptie
• verstrooiing

Emissiespectroscopie

Emissiespectroscopische methoden zijn gebaseerd op de emissie van karakteristieke golflengten die worden uitgezonden door de elementen waaruit het monster bestaat wanneer ze worden geëxciteerd door thermische, elektrische of stralingsenergie

• ICP – OES-spectroscopie

Een plasmabron op hoge temperatuur wordt gebruikt om de samenstellende elementen te exciteren die karakteristieke golflengtestraling uitzenden die kan worden gebruikt voor kwantitatieve schatting van het monster

• Fluorescentiespectroscopie

Bij absorptie van licht wordt het absorberende molecuul opgewonden en bepaalde soorten die fotoluminescent zijn, zenden het geabsorbeerde licht na een tijdsvertraging opnieuw uit. Fluorescentie verwijst naar heremissie \((10^-^8 tot 10^-^9sec)\) terwijl vertraagd emissie na minuten, uren of zelfs dagen wordt fosforescentie genoemd.

De intensiteit van de fluorescentie is recht evenredig met de aanwezige fluorescerende soorten. Sommige stoffen die van nature niet fluorescerend zijn, kunnen worden gederivatiseerd met fluorescerende delen om de detectielimieten te verbeteren.

Absorptiespectroscopie

De basis van absorptiespectroscopie is het meten van de absorptie van specifieke golflengte(n) door specifieke atomen of moleculen in het monster. Absorptiemetingen kunnen worden gedaan bij een specifieke golflengte of over een reeks golflengten voor gelijktijdige bepalingen.

• UV – zichtbare spectroscopie

Het gebied 180 – 780 nm vormt het UV-zichtbare gebied en kan worden gebruikt voor atomaire, moleculaire of ionische soortenbepalingen. Absorptie in dit gebied is het gevolg van elektronische overgangen tussen de elektronenniveaus van de absorberende soort.

• Infrarood spectrosopie

Absorptie in dit gebied vindt plaats van ongeveer 25.000 cm-1 (nabij IR) tot ongeveer 10 cmi-1 (ver IR), afhankelijk van de trillingsenergie of rotatie van de absorberende moleculen. De voorwaarde voor absorptie in dit gebied is verandering in dipoolmoment van het absorberende molecuul. Het belangrijkste toepassingsgebied is de identificatie van functionele groepen van moleculen. FT – IR heeft dispersieve IR-instrumenten volledig vervangen vanwege de vele voordelen die de FT IR-techniek biedt.

• Troebelheidsmeting

Turbidimetrie wordt gebruikt voor het bepalen van suspensies die homogeen zijn gedispergeerd in een vloeibaar medium. De opaciteit van dergelijke suspensies wordt gemeten aan de hand van de intensiteit van het doorgelaten licht. Turbidimetrische methoden geven op zijn best een ruwe schatting van de concentratie

• Röntgenspectroscopie

Röntgenstraling met hoge energie wordt gebruikt om elektronen uit de binnenste schillen van atomen te verwijderen, die worden vervangen door elektronen uit de buitenste schillen. De energie wordt uitgezonden als een foton die kenmerkend is voor elk element
Lichtverstrooiingsspectroscopie

• Nefelometrie

Nefelometrie is gebaseerd op de studie van verstrooid licht door een homogene suspensie van deeltjes in een vloeibaar medium

• Raman-spectroscopie

Rama-verschuivingen in vloeistofmonsters zijn het gevolg van excitatie naar hogere trillingstoestanden door invallende straling. Raman-effect omvat verstrooiing van licht vergezeld van verandering van golflengte. Raman- en infraroodspectroscopie zijn complementaire technieken, maar Raman heeft het grote voordeel dat waterige monsters direct kunnen worden gehanteerd, aangezien water de Raman-metingen niet verstoort

• Röntgendiffractie

Röntgendiffractie is geen chemisch identificatiemiddel, maar dient om de atomaire en moleculaire structuur van kristallijne materialen te karakteriseren. Door de hoeken en intensiteiten van afgebogen röntgenstralen te meten is het mogelijk om de elektronendichtheid binnen het kristalrooster te bepalen waaruit de ruimtelijke verdeling van atomen binnen het kristalrooster kan worden afgeleid.

In volgende artikelen zullen soortgelijke groepen analytische technieken worden besproken.

Deel alstublieft uw mening en geef commentaar op het artikel.

Bron