1
Aparatura UV-VIS
Aparatura
Spektrofotometry
UV–Vis
to
przyrządy
do
badania
absorpcji
promieniowania
elektromagnetycznego w zakresie nadfioletu i części widzialnej widma.
1.
Kolorymetry wizualny (komparator) kolorymetr Dubosq’a,
Nie można w tym miejscu nie wspomnieć, że początków tej metody należy upatrywać w
metodzie zwanej kolorymetrią, a pierwszymi przyrządami były wizualne kolorymetry –
komparatory. Pomiar absorpcji promieniowania odbywał się przez porównanie intensywności
zabarwienia dwóch roztworów, roztworów których jeden był roztworem wzorcowym, a drugi
– roztworem badanym.
Światło wysyłane przez żarówkę (1) oświetla równomiernie dna naczyń pomiarowych (3, 4).
W jednym naczyniu jest roztwór wzorcowy. Światło po przejściu przez roztwór i układ
optyczny (5) wpada do okularu (6), w którym pole widzenia jest podzielone linią na dwie
połowy. Naczynia pomiarowe są umieszczone na wspornikach, które umożliwiają poziome
podnoszenie i opuszczanie naczyń. Grubość warstw roztworów (b1, b2) reguluje się za
pomocą szklanych walców zanurzonych w roztworach. Pomiar polega na doprowadzeniu obu
połówek pola widzenia w okularze do oświetlenia o identycznym natężeniu. Znając grubość
warstw roztworów b1 i b2 oraz stężenie c2, możemy obliczyć stężenie nieznaczne c1
A
wz
=ε*c
wz
*l
(b=l)
A
b
=ε*c
b
*l
Pomiar sprowadza się do zrównania absorbancji
A
wz
= A
b
ε*c
wz
*l = ε*c
b
*l
2
2.
Fotokolorymetry w którym wizualna ocenę zabarwienia zastąpiono pomiarem
fotometrycznym
3.
Spektrofotometry
Schemat blokowy spektrofotometru UV – Vis
Ź
ródło promieniowania
Źródło musi pokryć cały zakres UV – Vis, tzw. zakres od 180 do 800 nm.
Stosowane są:
•
Lampy deuterowi – w zakresie od 180 nm do 380 nm.
•
Lampy wolframowo-halogenowe – powyżej 380 nm, przez zakres widzialny i
bliską podczerwień.
•
Wysokociśnieniowe łukowe lampy ksenonowe – są źródłem ciągłego
promieniowania, pokrywającego cały zakres UV – Vis.
Monochromator
Monochromator ma za zadanie wybrać, z emitowanego przez źródło ciągłego
promieniowania, wąskie pasmo o żądanej długości fali i przepuścić je przez komórkę z
badaną substancją. W fotokolorymetrach – filtry; spektrofotometrach – monochromator
siatkowy, siatka dyfrakcyjna
Komórka pomiarowa
Absorpcję gazów i cieczy bada się w kuwetach. Kuwety pomiarowe powinny:
•
zapewnić dokładnie znaną grubość warstwy absorbującej cieczy lub gazu:
•
wykazywać odporność na działanie analizowanych substancji chemicznych;
•
zapewnić w maksymalnym stopniu transmisję promieniowania.
Detektory
Stosowane w spektrofotometrach UV – Vis detektory fotoelektryczne przetwarzają energię
promieniowania elektromagnetycznego na energię elektryczną. Detektory powinny
charakteryzować się:
•
dobrą czułością, czyli niskim poziomem szumów własnych,
•
szerokim zakresem liniowości wskazań, czyli proporcjonalnością przetwarzania
sygnałów optycznych na elektryczne.
Z dużej grupy detektorów fotoelektrycznych w spektrofotometrach UV – Vis najczęściej są
stosowane:
•
fotokomórki,
•
fotopowielacze,
•
fotodiody.
3
Ze względu na sposób rejestracji spektrofotometry UV –Vis można podzielić na:
•
spektrofotometry punktowe, w których absorbancję mierzy się metodą wychyleniową
lub kompensacyjną;
•
spektrofotometry samorejestrujące – rejestrują widma absorpcji w układzie %T = f(λ)
lub ε = f(λ), A = f(λ). Współczesne przyrządy tego typu zawierają układ
komputerowy.
Inny podział spektrofotometrów wyróżnia:
•
spektrofotometry jednowiązkowe, w których jedna wiązka przechodzi najpierw przez
roztwór odniesienia, a następnie, po zamianie kuwet, przez próbkę badaną.
•
spektrofotometry dwuwiązkowe, w których wiązka promieniowania ze źródła jest
dzielona przez odpowiedni układ na dwie równocenne wiązki pochodzące równolegle
– jedna przez roztwór, a druga przez roztwór badany. Detektor wskazuje różnice
absorbancji.