12.7 : Spektrometry UV-Vis

Absorbancję promieniowania UV i widzialnego (UV-widzialnego) mierzy się za pomocą spektrofotometru UV-widzialnego. Lampy deuterowe, które emitują promieniowanie UV, i lampy wolframowe, które wytwarzają promieniowanie w zakresie widzialnym, są używane jako źródła światła w spektrofotometrach UV-widzialnych. Monochromator lub pryzmat jest używany do siatki dyfrakcyjnej, tj. do rozdzielania przychodzącego promieniowania na różne długości fal. Układ szczelin jest używany do ogniskowania pożądanej długości fali na komórce próbki. Próbki do spektrofotometru UV-widzialnego muszą znajdować się w fazie ciekłej. Dlatego stałe związki organiczne powinny być rozpuszczone w odpowiednim rozpuszczalniku przed analizą. Następnie próbkę umieszcza się w uchwycie na próbki znanym jako kuweta. W zależności od próbki i stosowanego promieniowania kuweta może być wykonana z kryształu kwarcu, szkła lub plastiku. Szklane lub plastikowe kuwety są używane w spektroskopii widzialnej, ponieważ ich odcięcia widmowe wynoszą około 350 nm — co oznacza, że ​​skutecznie przepuszczają światło widzialne, ale pochłaniają promieniowanie UV. Spektroskopia UV wykorzystuje kuwety kwarcowe o niższym odcięciu wynoszącym około 200 nm, aby umożliwić przepuszczanie światła UV.

Ponieważ rozpuszczalnik również pochłania światło, przed analizą rzeczywistej próbki używa się pustej próbki samego rozpuszczalnika. Wybór odpowiedniego rozpuszczalnika do spektroskopii ultrafioletowej ma kluczowe znaczenie dla dokładnych pomiarów absorbancji. Woda, 95% etanol i heksan to najczęściej używane rozpuszczalniki w spektroskopii UV-widzialnej. Odpowiedni rozpuszczalnik pomaga również uzyskać drobną strukturę pasma absorpcyjnego. Rozpuszczalniki niepolarne nie tworzą wiązań wodorowych z substancją rozpuszczoną. W rezultacie końcowe widmo substancji rozpuszczonej będzie podobne do widma obserwowanego w fazie gazowej, w której często występuje drobna struktura. Natomiast rozpuszczalniki polarne tworzą wiązania wodorowe z substancjami rozpuszczonymi, co oznacza, że ​​drobna struktura pasma absorpcyjnego nie będzie obecna.

Jako detektory zazwyczaj stosuje się fotopowielacz, urządzenia sprzężone ładunkowo oraz fotodiodę lub matrycę fotodiod. Intensywność światła przechodzącego przez celę próbki jest określana jako I. W instrumencie jednowiązkowym całe światło przechodzi przez celę próbki. W instrumencie dwuwiązkowym światło jest dzielone na dwie wiązki; jedna wiązka jest używana jako odniesienie, a druga przechodzi przez próbkę. W nowoczesnych spektrofotometrach z matrycą diodową detektory fotodiodowe są używane do rejestrowania całego widma na raz.