12.5 : Spektroskopia ultrafioletowa i widzialna — przegląd

Spektroskopia ultrafioletowo-widzialna (UV-widzialna lub UV-Vis) to technika analityczna badająca interakcje między materią a światłem UV-Vis w widmie elektromagnetycznym. Ta metoda jest szeroko stosowana ze względu na swoją wszechstronność, prostotę i stosunkowo szybkie pozyskiwanie danych, co czyni ją cenną zarówno do analizy jakościowej, jak i ilościowej. Gdy promieniowanie UV-Vis przechodzi przez materiał, cząsteczki pochłaniają światło w zależności od energii wymaganej do przejść elektronowych. W wyniku absorpcji energii atomy lub cząsteczki przechodzą ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego lub stanu o wyższej energii. Jeśli cząsteczka pochłania światło UV, generowane jest widmo UV; jeśli pochłania światło widzialne, generowane jest widmo widzialne.

Gdy ciągłe promieniowanie jest przesyłane przez materiał, niektóre długości fal są pochłaniane przez cząsteczki, co powoduje zmniejszenie intensywności przepuszczanego światła. Ta selektywna absorpcja prowadzi do powstania widma absorpcyjnego, które wyświetla piki odpowiadające określonym długościom fal pochłanianym przez cząsteczkę. Zakres długości fali światła UV wynosi od 180 do 400 nanometrów, ponieważ światło widzialne ma długość fali od 400 do 780 nanometrów. To widmo, które wyświetla przerwy odpowiadające długościom fal absorbowanych, ujawnia informacje o strukturze chemicznej cząsteczki.

W analizie jakościowej UV-Vis może być używane do identyfikacji grup funkcyjnych lub potwierdzania tożsamości związku poprzez dopasowanie jego absorbancji do absorbancji znanego związku. W porównaniu z innymi technikami spektroskopii, takimi jak fluorescencja, która ma wyższą czułość, UV-Vis jest umiarkowanie czułe, ale szeroko dostępne ze względu na prostą aparaturę i łatwość użytkowania. Instrumenty UV-Vis zazwyczaj składają się z takich komponentów, jak źródło światła, uchwyt próbki, monochromator lub filtr do wyboru długości fali i detektor. Długość ścieżki, czyli odległość, jaką światło pokonuje przez próbkę, jest ważnym czynnikiem w pomiarach absorbancji, ponieważ wpływa na ilość absorbowanego światła. Jednak UV-Vis ma podobną czułość do innych pomiarów absorbancji, takich jak spektroskopia w podczerwieni.