Was ist UV-Spektroskopie?
Die Ultraviolettspektroskopie, oft kombiniert mit der sichtbaren Spektroskopie, ist eine Technik, die in wissenschaftlichen und industriellen Labors verwendet wird, um zu bestimmen, welche Wellenlängen von Licht eine chemische Lösung absorbiert. Mit diesen Informationen kann der Forscher den Inhalt der Probenlösung analysieren. Ultraviolettspektroskopie wird mit einem speziellen Gerät durchgeführt, das als ultraviolettsichtbares Spektrophotometer bekannt ist.
Licht ist eine Form elektromagnetischer Strahlung - Energie, die sich in Wellen bewegt. Diese Art von Strahlung kann anhand ihrer Wellenlänge charakterisiert werden. Der Gesamtbereich dieser Wellenlängen bildet eine Skala, die als elektromagnetisches Spektrum bekannt ist.
Die Wellenlängen des sichtbaren Lichts reichen von etwa 400 bis 750 Nanometer. Die kürzeren Wellenlängen mit höherer Energie, die knapp außerhalb des sichtbaren Spektrums von etwa 10 bis 400 Nanometer liegen, werden als ultraviolett klassifiziert. Ultraviolettspektroskopie bestimmt die Absorption einer Chemikalie spezifisch im ultravioletten Teil des Spektrums.
Wenn Licht durch eine chemische Lösung tritt, wird eine bestimmte Menge Licht absorbiert und eine bestimmte Menge durchgelassen - es tritt durch, ohne absorbiert zu werden. Die Menge an Licht, die von der Verbindung absorbiert wird, kann mit einem Spektrophotometer gemessen und zur Bestimmung der Konzentration der Lösung verwendet werden. Höhere Absorptionsgrade deuten auf eine konzentriertere Lösung hin.
Chemische Verbindungen absorbieren nicht nur Licht, sondern auch Licht bei bestimmten Wellenlängen. Eine grün erscheinende Lösung besteht beispielsweise darin, grüne sichtbare Wellenlängen durchzulassen und Rot und Blau zu absorbieren. Ultraviolettspektroskopie kann Absorption und Durchlässigkeit jenseits des sichtbaren Spektrums im ultravioletten Bereich messen.
Ein Spektrophotometer lenkt einen Lichtstrahl durch eine Küvette oder ein klares Röhrchen, das die Probenlösung enthält. Bei der Ultraviolett-Spektroskopie muss die Küvette aus Quarzglas und nicht aus Kunststoff bestehen, da Kunststoffe dazu neigen, ultraviolettes Licht zu absorbieren. Ein Detektor auf der anderen Seite der Küvette wandelt das einfallende Licht in elektrischen Strom um, der von der Elektronik im Gerät gelesen werden kann.
Zweistrahl-UV-Spektrophotometer messen sowohl das UV-Spektrum als auch das sichtbare Spektrum, indem sie zwei Küvetten verwenden, von denen eine die Probe und die andere eine Referenzlösung enthält. Es gibt auch zwei Lichtquellen: Eine Lichtquelle erzeugt sichtbares Licht und die andere ultraviolettes Licht. Eine Prismenkomponente teilt das einfallende Licht in zwei Strahlen. Ein Strahl wird durch jede Küvette geführt und ein Detektor liest die Ergebnisse.
Die Informationen vom Detektor werden verwendet, um ein Diagramm zu erstellen, in dem die Wellenlänge gegen die Extinktion aufgetragen ist. Peaks in der Grafik zeigen Wellenlängen an, die von der Verbindung stark absorbiert wurden. Sie zeigen auch quantitativ die Gesamtabsorption der Lösung.