Τι είναι η υπεριώδης φασματοσκοπία;

Η φασματοσκοπία υπεριώδους, συχνά σε συνδυασμό με την ορατή φασματοσκοπία, είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται σε επιστημονικά και βιομηχανικά εργαστήρια για να προσδιοριστεί ποια μήκη κύματος φωτός απορροφά ένα χημικό διάλυμα. Αυτές οι πληροφορίες επιτρέπουν στον ερευνητή να αναλύσει τα περιεχόμενα του δείγματος διαλύματος. Η φασματοσκοπία υπεριώδους ακτινοβολίας πραγματοποιείται με μια ειδική συσκευή γνωστή ως φασματοφωτόμετρο υπεριώδους-ορατού.

Το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας – ενέργειας που ταξιδεύει σε κύματα. Αυτός ο τύπος ακτινοβολίας μπορεί να χαρακτηριστεί με βάση το μήκος κύματός του. Το συνολικό εύρος αυτών των μηκών κύματος σχηματίζει μια κλίμακα γνωστή ως ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

Τα μήκη κύματος του ορατού φωτός κυμαίνονται από περίπου 400-750 νανόμετρα. Τα μικρότερα, υψηλότερα μήκη κύματος ενέργειας που βρίσκονται ακριβώς έξω από το ορατό φάσμα, από περίπου 10-400 νανόμετρα, ταξινομούνται ως υπεριώδη. Η φασματοσκοπία υπεριώδους προσδιορίζει την απορρόφηση μιας χημικής ουσίας ειδικά στο υπεριώδες τμήμα του φάσματος.

Όταν το φως διέρχεται μέσα από ένα χημικό διάλυμα, μια ορισμένη ποσότητα φωτός απορροφάται και μια ορισμένη ποσότητα μεταδίδεται – περνά χωρίς να απορροφάται. Η ποσότητα φωτός που απορροφάται από την ένωση μπορεί να μετρηθεί με ένα φασματοφωτόμετρο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του διαλύματος. Υψηλότερα επίπεδα απορρόφησης υποδηλώνουν πιο συμπυκνωμένο διάλυμα.

Οι χημικές ενώσεις όχι μόνο απορροφούν φως, αλλά επίσης απορροφούν φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Μια λύση που φαίνεται πράσινη, για παράδειγμα, εκπέμπει πράσινα ορατά μήκη κύματος και απορροφά το κόκκινο και το μπλε. Η φασματοσκοπία υπεριώδους μπορεί να μετρήσει την απορρόφηση και τη διαπερατότητα πέρα ​​από το ορατό φάσμα, στην περιοχή υπεριώδους.

Ένα φασματοφωτόμετρο λειτουργεί κατευθύνοντας μια δέσμη φωτός μέσα από μια κυψελίδα, ή διαυγή σωλήνα, που περιέχει το διάλυμα του δείγματος. Στην υπεριώδη φασματοσκοπία, η κυψελίδα πρέπει να είναι κατασκευασμένη από γυαλί χαλαζία και όχι πλαστικό, επειδή τα πλαστικά τείνουν να απορροφούν το υπεριώδες φως. Ένας ανιχνευτής στην άλλη πλευρά της κυβέτας μετατρέπει το εισερχόμενο φως σε ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να διαβαστεί από τα ηλεκτρονικά στη συσκευή.

Τα φασματοφωτόμετρα υπεριώδους-ορατής διπλής δέσμης μετρούν τόσο στο φάσμα υπεριώδους όσο και στο ορατό φάσμα χρησιμοποιώντας δύο κυψελίδες, η μία από τις οποίες συγκρατεί το δείγμα και η άλλη περιέχει ένα διάλυμα αναφοράς. Υπάρχουν επίσης δύο πηγές φωτός: η μία πηγή φωτός παράγει ορατό φως και η άλλη παράγει υπεριώδες φως. Ένα συστατικό πρίσματος χωρίζει το εισερχόμενο φως σε δύο δέσμες. Μία δέσμη τροφοδοτείται μέσω κάθε κυψελίδας και ένας ανιχνευτής διαβάζει τα αποτελέσματα.
Οι πληροφορίες από τον ανιχνευτή χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία γραφήματος που σχεδιάζει το μήκος κύματος έναντι της απορρόφησης. Οι κορυφές στο γράφημα δείχνουν μήκη κύματος που απορροφήθηκαν σε μεγάλο βαθμό από την ένωση. Δείχνουν επίσης ποσοτικά τη συνολική απορρόφηση του διαλύματος.