Optiska spektroskopiska analysmetoder
Optiska spektroskopiska analysmetoder är baserade på interaktionen mellan elektromagnetisk strålning och materia. Syftet med att skriva den här artikeln är att informera dig om de grundläggande koncepten för vanliga spektroskopiska tekniker
Elektromagnetiskt spektrum
Det elektromagnetiska spektrumet ger spektroskopisten en mängd information. Varje region av det elektromagnetiska spektrumet kännetecknas av ett spektrum av frekvenser eller våglängder och finner flera tillämpningar i händerna på kemister och fysiker. Våglängderna för det elektromagnetiska spektrumet sträcker sig från interatomära dimensioner (gammastrålar med hög energi) till flera kilometer (radiovågor)
Spektroskopiska tekniker
Spektroskopiska tekniker bygger på i grunden tre typer av interaktioner mellan elektromagnetisk strålning och materia.
- Utsläpp
- Absorption
- Spridning
Emissionsspektroskopi
Emissionsspektroskopiska metoder är baserade på emissionen av karakteristiska våglängder som emitteras av de element som utgör provet när de exciteras av termisk, elektrisk eller strålningsenergi
- ICP – OES-spektroskopi
En plasmakälla vid hög temperatur används för att excitera de ingående elementen som avger karakteristisk våglängdsstrålning som kan användas för kvantitativ uppskattning av provet
- Fluorescensspektroskopi
Vid absorption av ljus blir den absorberande molekylen exciterad och vissa arter som är fotoluminiscenta återutsänder det absorberade ljuset efter en tidsfördröjning. Fluorescens avser återemission \((10^-^8 till 10^-^9sec)\) medan fördröjd emission efter minuter, timmar eller till och med dagar kallas fosforescens.
Fluorescensintensiteten är direkt proportionell mot närvarande fluorescerande arter. Vissa ämnen som inte är naturligt fluorescerande kan derivatiseras med fluorescerande delar för att förbättra detektionsgränserna.
Absorptionsspektroskopi
Basen för absorptionsspektroskopi är mätning av absorption av specifika våglängder av specifika atomer eller molekyler i provet. Absorptionsmätningar kan göras vid en specifik våglängd eller över ett intervall av våglängder för samtidiga bestämningar.
- UV – synlig spektroskopi
Området 180 – 780 nm utgör den UV – synliga regionen och kan användas för atomära, molekylära eller joniska artbestämningar. Absorption i denna region är resultatet av elektroniska övergångar mellan elektronnivåerna hos den absorberande arten.
- Infraröd spektroskopi
Absorptionen i denna region sker från cirka 25 000 cm-1 (nära IR) till cirka 10 cmi-1 (fjärr IR) beroende på vibrationsenergin eller rotationen av de absorberande molekylerna. Förutsättningen för absorption i detta område är förändring i dipolmomentet hos den absorberande molekylen. Det viktigaste tillämpningsområdet är identifiering av funktionella grupper av molekyler. FT – IR har helt ersatt dispersiva IR-instrument på grund av de många fördelar som FT IR-tekniken erbjuder.
- Turbidimetri
Turbidimetri används för bestämning av suspensioner som är homogent dispergerade i ett flytande medium. Opaciteten hos sådana suspensioner mäts från intensiteten av transmitterat ljus. Turbidimetriska metoder ger i bästa fall en grov uppskattning av koncentrationen
- Röntgenspektroskopi
Högenergiröntgenstrålning används för att slå ut elektroner från inre skal av atomer som ersätts av elektroner från yttre skal. Energin emitteras som en foton som är karakteristisk för varje element
Ljusspridningsspektroskopi
- Nephelometri
Nefelometri är baserad på studiet av spritt ljus genom en homogen suspension av partiklar i ett flytande medium
- Raman-spektroskopi
Rama-skiftningar i vätskeprover är resultatet av excitation till högre vibrationstillstånd genom infallande strålning. Ramaneffekten innebär spridning av ljus åtföljd av förändring av våglängd. Raman och infraröd spektroskopi är komplementära tekniker men Raman har en stor fördel att vattenhaltiga prover kan hanteras direkt eftersom vatten inte stör Raman-mätningarna
- Röntgendiffraktion
Röntgendiffraktion är inte ett kemiskt identifieringsverktyg men det tjänar till att karakterisera den atomära och molekylära strukturen hos kristallina material. Genom att mäta vinklarna och intensiteterna för diffrakterade röntgenstrålar är det möjligt att komma fram till tätheten av elektroner inom kristallgittret från vilket den rumsliga fördelningen av atomer inom kristallgittret kan härledas.
I efterföljande artiklar kommer liknande analytiska teknikgrupper att diskuteras.
Dela gärna dina åsikter och ge kommentarer till artikeln.
Recent Comments