Wat is een absorptiespectrum?
Een absorptiespectrum wordt verkregen door een monster van een zuivere verbinding aan licht bloot te stellen. De hoeveelheid energie die wordt opgenomen door de moleculen in het monster wordt uitgezet als een spectroscoop de golflengtes scant van rood tot ultraviolet. Chemici gebruiken een absorptiespectrum om onbekende organische en overgangsmetaalverbindingen te identificeren. Absorptiespectra worden door biologen gebruikt om de golflengten van het licht dat tijdens de fotosynthese is geabsorbeerd te relateren aan verschillende plantenpigmenten.
Zichtbaar licht, of licht dat kan worden gedetecteerd door het menselijk oog, varieert in golflengte van ongeveer 400 tot 700 nm (1,5 x 10-5 tot 2,8 x 10-5 inch). Om een object gekleurd te laten lijken, moet het energie binnen deze band absorberen. De atoomstructuren die dit doen, worden chromoforen genoemd en zijn van twee hoofdtypen: overgangsmetaalionen en geconjugeerde organische bindingen, zoals die voorkomen in dubbele en drievoudige koolstof-koolstofbindingen.
De energie die wordt geabsorbeerd door de overgangsmetalen is gerelateerd aan de kwantumenergiesprong als een buitenste schil-elektron wordt gestimuleerd in een meer energieke orbitaal. Deze opgewonden toestanden zijn niet stabiel en de energie wordt snel weer vrijgegeven. Overgangsmetalen verschijnen in het midden van het periodiek systeem.
Geconjugeerde organische moleculen bestaan vaak uit een reeks dubbele binding-enkele bindingparen in een lange keten. Lycopeen, met 12 dubbele enkele paren, is het rode pigment van tomaten, en beta-caroteen, met 11 paren, is het oranje pigment van wortelen. De moleculen absorberen de energie van fotonen met een enkele golflengte over de lengte van het molecuul.
Een absorptiespectrum vertoont brede responsen in plaats van de enkele scherpe pieken die zouden worden verwacht van de absorptie van enkele golflengten van licht. Dit komt door de niet-kwantumabsorptie van energie door andere delen van het molecuul. De spectra zijn karakteristiek genoeg om te worden gebruikt voor kwalitatieve identificatie van verbindingen. Organische laboratoria hebben naslagwerken van absorptiespectra.
Vlam-atomaire absorptie-instrumenten meten de concentratie van metaaloplossingen door het metaalion te verdampen. Door het monster van andere componenten te ontdoen, zullen de metaalatomen zich in hun grondtoestand bevinden. Wanneer het metaalgas wordt blootgesteld aan licht, wordt een scherpe reactie geregistreerd als een buitenste schilelektron energie van een bepaalde golflengte absorbeert. Kwantitatieve analyse van metalen is mogelijk met deze techniek.
Biologen gebruiken een absorptiespectrumonderzoek om de golflengten te identificeren die worden geabsorbeerd in het fotosyntheseproces. Door de fotosynthetische output te correleren met de golflengte en een bekend absorptiespectrum voor elk plantenpigment, kan de activiteit van elk pigment worden onderzocht. Soortgelijke technieken worden gebruikt voor andere door licht geïnduceerde reacties.