Wat is ultraviolette spectroscopie?
Ultraviolette spectroscopie, vaak gecombineerd met zichtbare spectroscopie, is een techniek die in wetenschappelijke en industriële laboratoria wordt gebruikt om te bepalen welke golflengten van licht een chemische oplossing absorbeert. Met deze informatie kan de onderzoeker de inhoud van de monsteroplossing analyseren. Ultraviolette spectroscopie wordt uitgevoerd met een speciaal apparaat dat bekend staat als een ultraviolet-zichtbare spectrofotometer.
Licht is een vorm van elektromagnetische straling - energie die in golven reist. Dit type straling kan worden gekarakteriseerd op basis van zijn golflengte. Het totale bereik van deze golflengten vormt een schaal die bekend staat als het elektromagnetische spectrum.
De golflengten van zichtbaar licht variëren van ongeveer 400 - 750 nanometer. De kortere golflengten met hogere energie die net buiten het zichtbare spectrum liggen, van ongeveer 10-400 nanometer, worden geclassificeerd als ultraviolet. Ultraviolette spectroscopie bepaalt de absorptie van een chemische stof specifiek in het ultraviolette deel van het spectrum.
Wanneer licht door een chemische oplossing gaat, wordt een bepaalde hoeveelheid licht geabsorbeerd en wordt een bepaalde hoeveelheid doorgelaten - het gaat door zonder te worden geabsorbeerd. De hoeveelheid licht die wordt geabsorbeerd door de verbinding kan worden gemeten met een spectrofotometer en kan worden gebruikt om de concentratie van de oplossing te bepalen. Hogere absorptieniveaus duiden op een meer geconcentreerde oplossing.
Chemische verbindingen absorberen niet alleen licht, ze absorberen ook licht op specifieke golflengten. Een oplossing die bijvoorbeeld groen lijkt, zendt groene zichtbare golflengten uit en absorbeert rood en blauw. Ultraviolette spectroscopie kan absorptie en transmissie meten buiten het zichtbare spectrum, in het ultraviolette bereik.
Een spectrofotometer werkt door een lichtstraal door een cuvet of doorzichtige buis te leiden die de monsteroplossing bevat. Bij ultraviolette spectroscopie moet de cuvette gemaakt zijn van kwartsglas in plaats van kunststof, omdat kunststoffen de neiging hebben ultraviolet licht te absorberen. Een detector aan de andere kant van de cuvette zet het binnenkomende licht om in elektrische stroom, die kan worden gelezen door elektronica in het apparaat.
Dubbelstraal ultraviolet-zichtbare spectrofotometers meten in zowel het ultraviolette spectrum als het zichtbare spectrum met behulp van twee cuvetten, waarvan er één het monster bevat en de andere een referentieoplossing. Er zijn ook twee lichtbronnen: een lichtbron genereert zichtbaar licht en de andere genereert ultraviolet licht. Een prismacomponent splitst het binnenkomende licht in twee stralen. Een straal wordt door elke cuvette gevoerd en een detector leest de resultaten.
De informatie van de detector wordt gebruikt om een grafiek te genereren die de golflengte tegen absorptie plot. Pieken in de grafiek geven golflengten aan die sterk door de verbinding zijn geabsorbeerd. Ze tonen ook kwantitatief de totale absorptie van de oplossing.