Spectroscopia ultravioletă, adesea combinată cu spectroscopia vizibilă, este o tehnică care este utilizată în laboratoarele științifice și industriale pentru a determina ce lungimi de undă de lumină absoarbe o soluție chimică. Aceste informații permit cercetătorului să analizeze conținutul soluției eșantionului. Spectroscopia ultravioletă se realizează cu un dispozitiv special cunoscut sub numele de spectrofotometru ultraviolet-vizibil.
Lumina este o formă de radiație electromagnetică – energie care călătorește în valuri. Acest tip de radiație poate fi caracterizat pe baza lungimii sale de undă. Gama totală a acestor lungimi de undă formează o scară cunoscută sub numele de spectru electromagnetic.
Lungimile de undă ale luminii vizibile variază de la aproximativ 400-750 nanometri. Lungimile de undă mai scurte și mai mari de energie care se află chiar în afara spectrului vizibil, de la aproximativ 10-400 nanometri, sunt clasificate drept ultraviolete. Spectroscopia ultravioletă determină absorbanța unei substanțe chimice în mod specific în partea ultravioletă a spectrului.
Când lumina trece printr-o soluție chimică, o anumită cantitate de lumină este absorbită și o anumită cantitate este transmisă – trece fără a fi absorbită. Cantitatea de lumină care este absorbită de compus poate fi măsurată cu un spectrofotometru și poate fi utilizată pentru a determina concentrația soluției. Niveluri mai mari de absorbție indică o soluție mai concentrată.
Compușii chimici nu numai că absorb lumina, ei absorb și lumina la anumite lungimi de undă. O soluție care pare verde, de exemplu, transmite lungimi de undă vizibile verzi și absoarbe roșu și albastru. Spectroscopia ultravioletă poate măsura absorbanța și transmitanța dincolo de spectrul vizibil, în domeniul ultraviolet.
Un spectrofotometru funcționează prin direcționarea unui fascicul de lumină printr-o cuvă sau tub transparent care conține soluția de probă. În spectroscopia ultravioletă, cuva trebuie să fie făcută din sticlă de cuarț, mai degrabă decât din plastic, deoarece materialele plastice au tendința de a absorbi lumina ultravioletă. Un detector de pe cealaltă parte a cuvei transformă lumina primită în curent electric, care poate fi citit de electronicele din dispozitiv.
Spectrofotometrele ultraviolete-vizibile cu fascicul dublu măsoară atât în spectrul ultraviolet, cât și în spectrul vizibil, folosind două cuve, dintre care una conține proba, iar cealaltă conține o soluție de referință. Există, de asemenea, două surse de lumină: o sursă de lumină generează lumină vizibilă, iar cealaltă generează lumină ultravioletă. O componentă prismă împarte lumina primită în două fascicule. Un fascicul este alimentat prin fiecare cuvă, iar un detector citește rezultatele.
Informațiile de la detector sunt folosite pentru a genera un grafic care reprezintă lungimea de undă în funcție de absorbanță. Vârfurile din grafic indică lungimi de undă care au fost puternic absorbite de compus. Ele arată, de asemenea, cantitativ absorbanța globală a soluției.