Hva er ultrafiolett spektroskopi?

Ultraviolett spektroskopi, ofte kombinert med synlig spektroskopi, er en teknikk som brukes i vitenskapelige og industrielle laboratorier for å bestemme hvilke bølgelengder av lys en kjemisk løsning tar opp. Denne informasjonen lar forskeren analysere innholdet i prøveløsningen. Ultraviolett spektroskopi utføres med en spesiell enhet kjent som et ultrafiolett-synlig spektrofotometer.

Lys er en form for elektromagnetisk stråling - energi som beveger seg i bølger. Denne typen stråling kan karakteriseres basert på bølgelengden. Det totale området for disse bølgelengdene danner en skala kjent som det elektromagnetiske spekteret.

Bølgelengdene til synlig lys varierer fra 400-750 nanometer. De kortere, høyere energi-bølgelengdene som ligger rett utenfor det synlige spekteret, fra omtrent 10-400 nanometer, er klassifisert som ultrafiolett. Ultraviolett spektroskopi bestemmer et kjemikalies absorbanse spesifikt i den ultrafiolette delen av spekteret.

Når lys passerer gjennom en kjemisk løsning, absorberes en viss mengde lys, og en viss mengde overføres - det passerer gjennom uten å bli absorbert. Mengden lys som blir absorbert av forbindelsen kan måles med et spektrofotometer og kan brukes til å bestemme konsentrasjonen av løsningen. Høyere absorpsjonsnivå indikerer en mer konsentrert løsning.

Kjemiske forbindelser absorberer ikke bare lys, de absorberer også lys med spesifikke bølgelengder. En løsning som for eksempel virker grønn, er å overføre grønne synlige bølgelengder og absorbere rødt og blått. Ultraviolett spektroskopi kan måle absorbans og transmittans utover det synlige spekteret, i det ultrafiolette området.

Et spektrofotometer fungerer ved å lede en lysstråle gjennom en kyvette, eller klart rør, som inneholder prøveløsningen. Ved ultrafiolett spektroskopi må kyvetten være laget av kvartsglass i stedet for plast, fordi plast har en tendens til å absorbere ultrafiolett lys. En detektor på den andre siden av kyvetten konverterer det innkommende lyset til elektrisk strøm, som kan leses av elektronikk i enheten.

Dobbeltstrålende ultrafiolette synlige spektrofotometre måler både det ultrafiolette spekteret og det synlige spekteret ved å bruke to kyvetter, hvorav den ene holder prøven, og den andre inneholder en referanseløsning. Det er også to lyskilder: en lyskilde genererer synlig lys, og den andre genererer ultrafiolett lys. En prisme-komponent deler det innkommende lyset i to bjelker. En stråle føres gjennom hver kyvette, og en detektor leser resultatene.

Informasjonen fra detektoren brukes til å generere en graf som plotter bølgelengde mot absorbans. Topper i grafen indikerer bølgelengder som ble kraftig absorbert av forbindelsen. De viser også kvantitativt den totale absorbansen av løsningen.