اسپکتروفتومتري (Spectrophotometery)

اسپکتروفتومتري (Spectrophotometery)

اندازه گيري چذب تابش هاي فرا بنفش و مرئي راه مناسبي را براي تجزيه تعداد بي شماري از گونه هاي آلي و معدني فراهم مي آورد.تابش در اين نواحي داراي انرژي کافي براي انتقالات الکتروني، الکترون هاي والانس در لايه ي بيروني است.

تابش الکترومغناطيس نوعي انرژي است که با سرعتي برابر سرعت نور از فضا عبور مي کند.اين تابش اشکال متعددي ممکن است به خود بگيرد که نور و تابش حرارتي ساده ترين شکل قابل تشخيص آن است. وشکل هاي ديگر آن عبارتند از:تابش هاي پرتو x ، فرابنفش ...

طيف الکترومغناطيسي گستره ي وسيعي از طول موج ها و يا انرژي ها را در بر مي گيرد که شامل طول موج هاي بلند،امواج راديويي تا طول موج بسيار کوتاه است.

جذب تابش:

وقتي تابش از درون يک لايه شفاف جامد،مايع و گاز عبور مي کند برخي از فرکانس ها ممکن است توسط فرايندي به نام جذب به طور انتخابي حذف شوند.در اين جا انرژي الکترومغناطيسي به اتم ها يا مولکول هاي سازنده ي نمونه منتقل مي شوند و يا در نتيجه اين ذرات از پايين ترين حالت انرژي خود به حالت هايي با انرژي بيشتر ارتقاء مي يابند.

قانون کمي جذب يا قانون بير-لامبرت:

اين قانون اساس تجزيه کمي در جذب سنجي را تشکيل مي دهد.هرگاه يک نور تکفام با شدت I عمد بر سطح تابش دارد که يک محلول همگن و شفاف به ضخامت L و غلظت مولکولي C گردد،قسمتي از آن جذب مي شود ( Ia) ،بخشي منعکس ( Ir) ، و قسمت ديگر از محلول عبور مي کند و در امتداد شعاع تابش خارج مي گردد ( It) بنابراين رابطه ي زير برقرار است":

It + Ia+Ir= Io

دستگاه اسپکتروفتومتر:

دستگاهي که براي سنجش نور جذب شده توسط يک نمونه به کار مي برند،نور سنج ناميده مي شود.در طيف نور سنج نور تکفام توسط منشور و يا شبکه ايجاد مي شود.از طيف نورسنج براي تجزيه در ناحيه ي مرئي ،فرابنفش و زير قرمز استفاده مي شود.نورسنج ها را معمولا برحسب

ناحيه طيفي (طول موج ها) نامگذاري مي کنند.مانند نورسنج فرابنفش مرئي يا نور سنج فرابنفش و ...

قسمت هاي اصلي يک دستگاه اسپکتروفتومتر:

1. منبع تابش

2. کنترل کننده شدت نور

3. تکفام ساز

4. محل نمونه (سل)

5. دتکتور(آشکارساز)

منبع نور:

منبع نور بايد داراي شدت کافي و ر ضمن پايدار باشد.داراي طيف پيوسته باشد يعني اگر در ناحيه مرئي به کار مي رود تمام طول موج هاي آن ناحيه را در بر گيرد.منبع نور در ناحيه ي مرئي لامپ تنگستن و در ناحيه ي فرابنفش لامپ هاي دوتريم هيدروژن مي باشد.

کنترل کننده شدت نور:

از يک شکاف که بين دو تيغه ي باريک فلزي قرار دارد تشکيل شده و پرتو نوراني توسط يک عدسي که جلوي منبع تابش است،موازي شده و از اين شکاف عبور مي کند.عرض اين شکاف توسط پيچي قابل تنظيم است،به طوري که مي توان از انرژي نوراني کمتر يا بيشتري استفاده کرد.

تکفام ساز:

کار اين قسمت تبديل نور چند رنگ به نور ساده و تکفام است که توسط منشور يا شبکه ايجاد مي شود.

سل:

سل ممکن است شيشه اي،از جنس کوارتز و يا پلاستيکي باشد.در ناحيه مرئي مي توان از سل هاي شيشه اي يا پلاستيکي نيز استفاده نمود.در حالي که در ناحيه فرابنفش فقط از سل هاي سيليسي يا کوارتزي استفاده مي شود.

آشکار ساز:

وسيله اي که انرژي نوراني را به علامت قابل سنجش الکتريکي تبديل مي کند و با اندازه گيري علامت هاي الکتريکي مي توان ميزان جذب يا عبور تابش را تعيين کرد.متداول ترين آشکارسازهاي ناحيه مرئي – فرابنفش از نوع فتوالکتريک مي باشند که با برخورد فوتون ها به آشکارساز يک جريان الکتريکي ايجاد مي شود که شدت آن متناسب با تعداد فوتون هاي فرودي است.

کاليبره کردن دستگاه:

در اين دستگاه ابتدا طول موج مورد نظر تنظيم شده و سپس سل حاوي شاهد يا حلال در مسير نور قرار مي گيرد و پيچ کنترل نور تابيده شده به آشکار ساز طوري تنظيم مي شود که A=0 شود.سپس چند محلول از استاندارد اوليه از ماده ي مورد نظر تهيه کرده و مقدار A در طول موج ماکزيمم براي هر يک از محلول ها به دست آرده و نمودار جذب بر حسب غلظت رسم مي گردد.اين نمودار اصطلاحا نمودار استاندارد يا کاليبراسيون ناميده مي شود.با استفاده از اين نمودار و مقدار جذب غلظت مجهول مي توان غلظت مجهول را محاسبه کرد.

منبع مطلب

اسپكتروفتومتر (Spectrophotometer)

اسپكتروفتومتر يا طيف سنج يك دستگاه آزمايشگاهي اوليه است كه جهت خواندن نتايج آزمايش هایی كه ، واكنش آنها از نوع End point هستند بكارمي رود . اين دستگاه ميزان جذب ، يا عبور طول موجهای مشخصی از انرژی تابشی ( نور ) از يك محلول را اندازه گيری مي نمايد .

اساس كار اسپكتروفتومتر همانند بسياری از دستگاههای آزمايشگاهی ، براندازه گيری ميزان نور جذب شده توسط يك محلول رنگی است که طبق قانون بير - لامبرت ميزان جذب نور ( OD ) متناسب با غلظت ماده حل شده در محلول است .

قانون بير- لامبرت زماني صادق است كه :

1 ) نور منتشر شده بر روي ماده مورد نظر تك رنگ باشد .

2 ) غلظت ماده حل شده بايد در محدوده خطي باشد .

اسپكتروفتومترهاي مرئي و فرابنفش رايجترين ، نوع آنها در مراكز تشخيصي و آزمايشگاهي هستند . اسپكتروفتومترها بر اساس تعداد پرتوهاي نوري كه به آشكارساز دستگاه مي رسد به دو نوع تك پرتويي و دوپرتويي تقسيم ميشوند . در نوع تك پرتويي يك جايگاه براي محلول و بلانک وجود دارد ، در دستگاههاي دو پرتويي دو جايگاه منظور شده است . پرتوتابش شده بطور خودكار مجزا شده ، و ازمحلول بلانك و نمونه همزمان عبور مي كند اين دستگاهها بسيار حساس مي باشند .

قسمت هاي مختلف يك اسپكتروفتومتر شامل :

1 ) منبع نور (Light Source)

2 ) تك رنگ ساز ( Monochromator )

3 ) شكاف عبور يا متمركز كننده پرتو ( Focusing Device )

4 ) كووت يا محل قرار دادن نمونه ( Cuvet )

5 ) دتكتور يا آشكار ساز ( Detector )

6 ) صفحه نمايشگر ( Display device )

منبع نور ( Light Source ) :

معمولاً از لامپهاي تنگستني كه توليد نور ، با طول موج 990 - 300 نانومتر مي نمايند ، استفاده مي شود . براي توليد پرتوهاي فرابنفش غالباً از از لامپ هاي هيدروژني يا دوتريومي ، با طول موج 450 - 200 نانومتر استفاده مي شود ؛ لامپ هاي دوتريومي معمولاً پايدارترند وطول عمر بيشتري دارند .

منو کروماتور یا تک رنگ ساز ( Monochromator ) :

اين قسمت دستگاه ، نور مخلوط را به پرتوهاي تك رنگ تجزيه مي كند اين عمل در اسكپتوفتومتر معمولاً توسط منشور يا سيستم گريتينگ( Grating ) انجام مي گيرد .

شكاف عبور يا متمركز كننده پرتو ( Focusing Device ):

تركيبي از عدسي ها و آئينه هاي كوچك مي باشد ، كه فقط به طيف رنگي ، با طول موج مورد نظر اجازه عبور مي دهند . هر قدر عرض شكاف نور كمتر باشد ، كيفيت پرتوها بهتر خواهد بود . ميزان منوكروماتيك بودن نور تابيده شده به كووت بسيار مهم مي باشد كه با ( Spectral Band Width ( SBW یا پهناي باند طيف ، برحسب نانومتر مشخص مي شود هرچقدر عدد SBW كوچكتر باشد كيفيت دستگاه بهتر خواهد بود كه بستگي به نوع گريتينگ و پهناي شكاف عبور نور دارد . بهترين SBW براي اسپكتروفتومتر هاي آزمايشگاهي 8 نانومتر و براي دستگاههاي تحقيقاتي 4 - 8/1 مي باشد .

كووت يا محل قرار دادن نمونه ( Cuvet ) :

كووتها محفظه هاي شفافي هستند كه محلول موردآزمايش در آن ريخته شده و در جايگاه خاص خود كه در مسير نور تكرنگ تعبيه شده است قرار مي گيرد . كووتها با توجه به نوع مصرف ، جنس ، شكل و حجم متفاوتي دارند . براي محلولهاي اسيدي و قليايي از كووتهاي مخصوص شيشه اي و براي طول موجهاي زير 320 نانومتر از لوله كوارتز يا پلاستيك استفاده مي شود .

دتكتور يا آشكار ساز ( Detector ) :

دتكتور يا آشكار ساز انرژي نوراني ( عبور كرده از محلول را ) به انرژي الكتريكي تبديل و آن را تقويت مي كند .

آشكار سازها معمولاً به سه گروه تقسيم مي شوند :

1 ) فتوالكتريكي 2 ) فتوشيميايي 3 ) حرارتي

در اسپكتروفتومتر از آشكار سازهاي فتوالكتريكي استفاده مي شود .

صفحه نمايشگر ( Display device ):

داده هاي بدست آمده از يك آشكار ساز بوسيله يك دستگاه بازخواني ، مانند يك گالوانومتر يا اسلوسكپ نشان داده مي شود . انواع مختلف نمايشگر در اشكال عقربه اي ، ديجيتالي و كامپيوتري در اسپكتروفتومترها وجود دارد .

اسپکتروفتومتري (Spectrophotometery)

مطالب مشابه :

اسمز معکوس چیست؟

حجم تجارت گیاهان دارویی در ایران فقط 100 میلیون دلار است

اسپکتروفتومتري (Spectrophotometery)

طرح تحقیق(پروپوزال) پاسخ سوال 5 آزمون پایان ترم

آشنایی با انواع کودهای شیمیایی-1

اندازه گیری ازت کل به روش کجلدال

لوازم معمولی آزمایشگاه

فهرست نشريات فارسي مصوب گروه کشاورزی و منابع طبیعی