View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
สเปกโทรสโคป (Spectroscopy)
1
1. บทน ำ 2. เทคนคอลตรำไวโอเลตและวสเบลสเปกโทรสโคป (UV-VIS Spectroscopy) 3. สวนประกอบของเครองอลตรำไวโอเลตและวสเบลสเปกโทรโฟโตมเตอร (UV-VIS Spectrophotometer)
4. กำรประยกตใช (Application)
http://www.blogspan.org/blogs/permalinks/6-2007/new-tool-for-spectroscopy.html
1.บทน ำ
สเปกโทรสโคป (Spectroscopy) เปนการศกษาอนตรกรยา (interaction) ระหวางสสาร (matter) กบ รงสแมเหลกไฟฟา (electromagnetic radiation) ทเกดจากการเปลยนระดบพลงงานของอเลคตรอน (electronic) การเปลยนระดบพลงงานการหมน (rotation) และการสนสะเทอน (vibration) ของโมเลกล จากสเปกตรมของโมเลกลจะท าใหทราบขอมลหลายอยางเกยวกบโครงสรางของโมเลกลของสสารและสมบตทางเคม เชน - สมมาตรของโมเลกล (symmetry) - ความยาวพนธะ (bond length) - มมพนธะ (bond angle) - ความแขงแรงของพนธะ (bond strength) - การเปลยนแปลงภายในและระหวางโมเลกล
2
3
หรออกนยหนง สเปกโทรสโคป อาจหมายถง การตรวจสอบ และการบนทกพลงงานทเปลยนไปของนวเคลยส อะตอม ไอออน หรอโมเลกล พลงงานทเปลยนไปนเกดจากการปลดปลอย (emission) การดดกลน (absorption) หรอการกระเจง (scattering) ของรงสแมเหลกไฟฟา
http://www.vias.org/science_cartoons/fluorescence_spectroscopy.html
4
รงสแมเหลกไฟฟำ (electromagnetic radiation) เปนพลงงานรปหนงทประกอบดวยสนามแมเหลกและสนามไฟฟาซงเคลอน ทไปในทศทางเดยวกนแตอยในระนาบตงฉากซงกนและกนโดยสมบตจะเปนปฏกรยารวมระหวางสนามไฟฟาและสนามแมเหลก
การเคลอนทของรงสแมเหลกไฟฟา
5
รงสแมเหลกไฟฟำแสดงสมบต 2 ประกำรคอ เปนทงคลน และ อนภำค สมบตควำมเปนคลน (wave) ไดแก ปรากฏการณตาง ๆ เชน การหกเห การสะทอน การเสรมหรอการหกลางกน การกระจาย การแทรกสอด เปนตน สมบตควำมเปนอนภำค (particle) ซงอนภาคของรงสแมเหลกไฟฟาเรยกวาโฟตอน (photon) หรอควอนตม (quantum) ซงมพลงงานทแนนอนและเคลอนทไปดวยความเรวแสง
6
คลนฮำรโมนกอยำงงำย (simple harmonic wave) มสมบตตามแบบ
ของคลนซายน (sine wave) แทนดวยสมการ y = A sin
ควำมเรวเชงมม (angular velocity, ) หนวย rad s-1 ควำมยำวคลน (wavelength, ) หนวย nm หรอ Å ควำมถ (frequency, ) หมายถง จ านวนคลนทผานจด ๆ หนงตอหนงหนวยเวลา มหนวยเปน cycle per second (cps) หรอ per second (s-1) หรอ Hertz (Hz)
y
3 4
A
2
= 180
7
rad = radian เปนหนวยการวดมมอกหนวยหนง 1 rad = มมท arc length เทากบรศมของทรงกลม
1 rad = 57.2958
Angle in degrees = angle in radian (180/) = 22/7 = 3.1416
8
ควำมสมพนธระหวำง และ :
c = ความเรวของคลนในสญญากาศ = 3 108 m s-1
= ดชนหกเหของตวกลางทคลนเคลอนทผาน
ของอากาศ 1 จะได
หรอ
ควำมสมพนธระหวำง เลขคลน (wave number, ), และ :
η
cλν
ν
cλ cλν
ν
c
νη
λ
1ν
9
พลงงำนของแสง คลนแมเหลกไฟฟา เปนอนภาคเรยกวาโฟตอนหรอควอนตม โฟตอน 1 ตว มพลงงานทแนนอน ซงจะมมากหรอนอย ขนกบความถ สมการของพลงค (Planck’s equation): E = พลงงานของ 1 โฟตอน หนวยเปน J
h = คาคงตวของพลงค (Planck’s constant) = 6.626 10-34 J s
νhcλ
hchνE
10
ชวงของสเปคตรมของคลนแมเหลกไฟฟำ (Electromagnetic spectrum) คลนแมเหลกไฟฟาทน ามาใชประโยชนทางเคม มชวงคลนตงแต รงสแกมมา
(gamma ray, -ray) จนถงคลนวทย (radio wave)
11
สเปกตรม ควำมยำวคลน (nm)
แสงสมวง แสงสคราม - น าเงน
แสงสเขยว แสงสเหลอง
แสงสแสด (สม) แสงสแดง
400-420 420-490 580-590 590-650 590-650 650-700
แสงสตำงๆ ในแถบสเปกตรมของแสงขำว
http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1168
12
ชวงคลนไมโครเวฟ (Microwave region) : อยในชวงความถ 3X1010 ถง 3X1012 Hz หรอมความยาวคลนประมาณ
1 cm ถง 100 m การเปลยนแปลงของพลงงานเกดจากการหมนของโมเลกล (rotation) ความแตกตางของระดบพลงงานของการหมนอยในชวง 102 J mol-1 การหมนของโมเลกล จะเกดสนามไฟฟา (electric filed) ทเกดอนตรกรยากบสวนทเปนสนามไฟฟาของคลนไมโครเวฟ และใหไมโครเวฟสเปคตรมออกมา เทคนคทเกยวของคอ - microwave spectroscopy
เตำไมโครเวฟ
13
ชวงคลนวทย (Radio-frequency region) : อยในชวงความถ 3X106 ถง 3X1010 Hz หรอมความยาวคลนประมาณ 1 m ถง 1 cm การเปลยนแปลงของพลงงานในชวง 10-3 ถง 10 J mol-1 เกดจากการเปลยนแปลงสปน (spin) ของนวเคลยส (nucleus) หรออเลคตรอน (electron) แลวเกดอนตรกรยากบสนามแมเหลกของคลนแมเหลกไฟฟาทความถทเหมาะสม เทคนคทเกยวของคอ - nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy - electron spin resonance (ESR) spectroscopy
14
ชวงคลนอนฟรำเรด (Infrared region) : อยในชวงความถ 3X1012 ถง 3X1014 Hz หรอมความยาวคลนประมาณ
100 m ถง 1 m การเปลยนแปลงของพลงงานทเกยวของเกดจากการสนของโมเลกล (vibration) ความแตกตางของระดบพลงงานของการสนอยในชวง 104 J mol-1 เทคนคทเกยวของคอ - Infrared (IR) spectroscopy - Raman spectroscopy
15
ชวงคลนวสเบลและอลตรำไวโอเลต (Visible and Ultraviolet region) : อยในชวงความถ 3X1014 ถง 3X1016 Hz หรอมความยาวคลนประมาณ
1 m ถง 10 mm การเปลยนแปลงของพลงงานทเกยวของเกดจากการเปลยนระดบพลงงานของอเลคตรอน ความแตกตางของระดบพลงงานของอเลคตรอนวงนอกสดประมาณ 100 kJ mol-1 เทคนคทเกยวของคอ - UV-Visible spectroscopy
16
ชวงคลนรงสเอกซ (X-ray region) : อยในชวงความถ 3X1016 - 3X1018 Hz เทคนคทเกยวของคอ - X-ray diffractometry
ชวงคลนรงสแกมมำ (-ray region) : อยในชวงความถ 3X1018 - 3X1020 Hz
17
แผนภาพแสดงอนตรกรยาระหวางสารกบกลมของโฟตอน ทมาซ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/molecule/molspecon.html.
18
ทบทวน - สมบตของรงสแมเหลกไฟฟา (electromagnetic radiation)
สมบตทเปนคลน
สมบตทเปนอนภำค
ν
cλ
cλν
c
νη
λ
1ν
νhcλ
hchνE
c = ความเรวของคลนในสญญากาศ = 3 108 m s-1
h = คาคงตวของพลงค (Planck’s constant) = 6.626 10-34 J s หรอ 1.58 × 10-34 cal s
19
ตวอยำงท 1 จงหาความถ (Hz) ของคลนทเคลอนทในอากาศทมความยาวคลนหนงรอบเทากบ 5 cm (ตอบ = 6 × 103 MHz ) ตวอยำงท 2 รงสแมเหลกไฟฟามเลขคลน 3.125 × 104 cm-1 จงหาความถ (Hz) และความยาวคลน (nm) (ตอบ = 9.375 × 1014 Hz และ
= 320 nm ) ตวอยำงท 3 จงค านวณหาพลงงานในหนวย J ของรงสวสเบลทมความยาวคลน 600 nm (ตอบ E = 3.31 × 10-19 J) ตวอยำงท 4 จงหาพลงงาน (J) และความถ (Hz)’ของรงสทมความยาวคลน 7 Å (ตอบ = 4.286 × 1017 Hz และ E = 2.84 × 10-16 J) )
20
กำรบำน จงค านวณคาพลงงานของคลนแมเหลกไฟฟาทเคลอนทผานอากาศ ดงตอไปน และเรยงคาพลงงานดงกลาวจากคานอยไปหามาก 1. ความถ 200 Hz 2. ความยาวคลน 500 นาโนเมตร
3. เลขคลน 800 ตอเมตร
21
ระดบพลงงำน หรอวง
ระดบพลงงำนยอย จ ำนวนอเลกตรอนสงสด ในระดบพลงงำนยอย
จ ำนวนอเลกตรอนสงสด ในระดบพลงงำนหรอวง (2n2)
n = 1 (K) s 2 2
n = 2 (L)
s p
2 6
8
n = 3 (M)
s p d
2 6 10
18
n = 4 (N)
s p d f
2 6 10 14
32
ระดบพลงงำนของอเลกตรอน
22
แผนภำพระดบพลงงำนของอะตอม ทมหลำยอเลกตรอน
Source: http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1168
ระดบพลงงำนยอย s ม 1 ออรบลทล ระดบพลงงำนยอย p ม 3 ออรบลทล ระดบพลงงำนยอย d ม 5 ออรบลทล ระดบพลงงำนยอย f ม 7 ออรบลทล
23 Source: http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1168
24 Source: http://www.vcharkarn.com/lesson/view.php?id=1168
25
กำรดดกลนรงสแมเหลกไฟฟำ โมเลกลของสารใด ๆ ประกอบดวยหลายระดบพลงงานหรอเรยกไดวาพลงงานมลกษณะเปน “quantize” โดยโมเลกลแตละชนดจะมระดบพลงงานตางกนออกไป การเกดทรานสชนระหวางระดบพลงงานสองระดบพลงงานสามารถเกดไดเมอระบบมการดดพลงงาน (absorption) หรอคายพลงงาน (emission)
ทมคาเทากบ E = E2 - E1
E2
E1
E E = E2 - E1 = h
26
โดย Max Planck อธบายวาการดดหรอคายพลงงานจะอยในรปของคลนแมเหลกไฟฟา
ดงนน จะไดวา E = E2 - E1 = h เมอผานรงสแมเหลกไฟฟาเขาไปในสาร โมเลกลหรอไอออนของสารทอยในระดบพลงงานต าหรอในสภาวะพน (ground state) จะเปลยนสภาวะไปอยในระดบพลงงานทสงกวาหรอสภาวะเรา (excited state) การเปลยนแปลงนอาจจะเปนผลมาจากการเปลยนระดบพลงงานของอเลคตรอน (electronic transition) การเปลยนระดบพลงงานการหมน (rotational transition) และการเปลยนระดบพลงงานการสน (vibration transition) ของโมเลกล
ΔEν =
h
ΔE = hν
27
แผนภาพแสดงระดบพลงงานแบบ electronic, vibrational และ rotational ของโมเลกล
E1
E1 v1
v2
v0
v3
r1
r2
r0
r3
E2 v1
v2
v0
v3
r1
r2
r0
r3
E2 E3
พลง
งำน
พลงงำนทงหมดของโมเลกล: Etotal = Eelect + Evib + Erot
28
Rotational transition: เนองจากโมเลกลหมนรอบแกนตางๆ ดวยพลงงานของการหมนทระดบพลงงานแนนอนหลายระดบ ดงนนเมอโมเลกลดดกลนแสงในชวงไมโครเวฟ โมเลกลจะมระดบพลงงานของการหมนสงขน
Vibrational transition: เนองจากโมเลกลไมอยนง แตละอะตอมทประกอบเปนโมเลกลจะสนตลอดเวลาและเกดทระดบพลงงานแนนอน ดงนนเมอโมเลกลดดกลนคลนแสงในชวงอนฟราเรดแลวถกเปลยนระดบพลงงานมาเปนระดบพลงงานของการสนทสงขน
Electronic transition: เมอโมเลกลดดกลนคลนแสงในชวงอลตราไวโอเลตและวสเบล จะท าใหเกดการเปลยนแปลงระดบพลงงานของอเลคตรอนในโมเลกลนนๆ โดยเกดการเราหรอกระตน และท าใหอเลคตรอนตวหนงไปอยในระดบพลงงานทสงขนกวาเดม การทรานสชนของอเลคตรอนในโมเลกลทกครงจะท าใหเกดการเปลยนแปลงระดบพลงงานของการสนและการหมนดวย
29 Source: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/PictDisplay/Lambert.html
กฏกำรดดกลนแสง
Johann Heirich Lambert (mathematician, physicist, philosopher and astronomer) Born: August 26, 1728, Mulhouse, France Died: September 25, 1777, Berlin, Germany
August Beer (physicist, chemist and mathematician) Born: July 31, 1825, Trier, Germany
Died: November 18, 1863, Bonn, Germany
?
30
กฏกำรดดกลนแสง กฏของแลมเบรต (Lambert’s law) กลาวไววา “แสงทมความยาวคลนเดยวผานตวกลางเนอเดยว สดสวนของความเขมของแสงทถกดดกลนไมขนอยกบความเขมของแสง แตจะขนอยกบความหนาของตวกลาง” ดงนนตวกลางชนดเดยวกนทมความหนาเทากน จะดดกลนพลงงานแสงไดเทากน I0 = ความเขมแสงเมอเรมตกกระทบสาร (b = 0) I = ความเขมแสงหลงผานสารตวกลาง b = ความหนาของตวกลาง ความสมพนธระหวางความหนาของตวกลางและ การดดกลนแสงเปนดงสมการ เมอ k คอคาคงตวปฏภาค (proportional constant)
I0 I
b
db
0I klog = b
I 2.303
31
กฏของเบยร (Beer’s law) กลาวไววา “อตราการลดลงของความเขมของแสงทถกดดกลน เปนสดสวนโดยตรงกบความเขมขนของสาร” A = คาการดดกลนแสง (Absorbance) = คาโมลารแอบซอรปทวต (molar absorptivity) หนวย dm3 cm-1 g-1
C = ความเขมขนของสารละลาย หนวย g dm-3 หรอ mol L-1 หรอ molar
A = εbc
32
กฎของเบยร-แลมเบรต (Beer-Lambert’s law): ความเขมของแสงทถกดดกลนขนอยกบความเขมขนและความหนาของสารละลายตวกลาง A = คาการดดกลนแสง (Absorbance) = คาโมลารแอบซอรปทวต (molar absorptivity) หนวย dm3 cm-1 g-1
C = ความเขมขนของสารละลาย หนวย g dm-3 หรอ mol L-1 หรอ molar
คาการสองผานของแสง (transmittance, T): จะได
0IA = log = εbc
I
0
0
IT =
I
I%T = ×100
I
0
IA = -log = -logT
I
33
ทบทวน - กฎของเบยร แลมเบรต (Beer-Lambert’s law) A = คาการดดกลนแสง (Absorbance) T = คาการสองผานของแสง (Transmittance) = คาโมลารแอบซอรปทวต (molar absorptivity) หนวย dm3 cm-1 g-1
C = ความเขมขนของสารละลาย หนวย g dm-3 หรอ mol L-1 หรอ molar b = ความหนาของตวกลาง (cm)
0IA = log = εbc
I
0 0
I IT = , %T = ×100
I I
0
IA = -log = -logT
I
34
ตวอยำงโจทย 1. สารละลายชนดหนง ดดกลนแสงรอยละ 40 ทความยาวคลน 200 nm สารละลายนใชสารอนทรยทมทมมวลโมเลกลเทากบ 400 g mol-1 หนก 0.1 mg ละลายในเฮกเซน 15 cm3 ในการวดการดดกลนแสงใชเซลลทมความหนา 1 cm จงค านวณหาคา molar
absorptivity ของสารละลายน (ตอบ = 13259 L mol-1 cm-1) 2. สารละลายชนดหนงวดคา absorbance ได 0.8 จงหา %T (ตอบ 15.84%) กำรบำน: สารละลายชนดหนงมความเขมขน เทากบ 0.0010 โมลาร จากการทดลอง โดยใชเทคนคสเปกโทรสโคป พบวา สารละลายดงกลาวมคา Transmission เทากบ 0.10 และความกวางของเซล เทากบ 10 มลลเมตร จงหาคา Absorbance และคา molar absorptivity ของสารละลายน
35
สเปกโทรโฟโตเมทร การวดการดดกลนคลนแสงและการปลอยคลนแสงจะใชเครองมอวดสมบตทางแสงหรอทเรยกวาสเปกโทรมเตอรหรอสเปกโทรโฟโตมเตอร ซงมหลายชนด โดยแตละชนดจะมสวนประกอบพนฐานทเหมอนกน เพยงแตการจดวางสวนประกอบตางกน ซงประกอบดวย 1.แหลงก ำเนดคลนแสง (source) ทมพลงงานคงท 2.อปกรณเลอกควำมยำวคลน (monochromator) ทท าหนาทแยกแสงออกมาเปนความยาวคลนตางๆ จากคลนแสงประเภท polychromatic radiation ออกเปน monochromatic radiation 3.ภำชนะใสตวอยำง (sample container) เปนภาชนะโปรงแสงส าหรบใสสารทวเคราะห 4.สวนตรวจวดสญญำณ (detector) ระบบอานสญญาณเพอใหสญญาณทขยายแลว ออกมาอยในรปทผใชสามารถน าคามาใชตอได
36
2. เทคนคอลตรำไวโอเลตและวสเบลสเปกโทรสโคป (UV-VIS Spectroscopy)
โมเลกลทดดกลนคลนแสงในชวงอลตราไวโอเลตและวสเบล จะท าใหเกดการเปลยนแปลงระดบพลงงาน (การทรานซชน) ของอเลคตรอนในโมเลกลไปอยในระดบพลงงานทสงขนกวาเดม พลงงานทโมเลกลดดกลนเขาไปขนอยกบความยาวคลนหรอความถของคลนแสงนน รงสแมเหลกไฟฟาในชวง UV-VIS มชวงความยาวคลนคอ 1. รงส Ultraviolet มความยาวคลนในชวงประมาณ 200 – 400 nm
2. รงส Visible มความยาวคลนในชวงประมาณ 400 – 800 nm
37
หลกกำรดดกลนรงส UV ของสำรอนทรย เมอสารดดกลนรงส UV เขาไปจะท าใหอเลกตรอนถกกระตนขนไปอยทระดบพลงงานสงกวาเดม อเลกตรอนเหลาน เปนอเลกตรอนวงนอกสดทหลดไดงาย แบงออกเปน 3 ชนด ไดแก
1. อเลกตรอนทท าใหเกดพนธะซกมา () 2. อเลกตรอนทท าใหเกดพนธะไพ () 3. อเลกตรอนทไมไดสรางพนธะ หรออเลกตรอนคโดดเดยว (n)
ออรบทอลเชงโมเลกลทสรางพนธะของฟอรมาลดไฮด (CH2O)
C O
H
H
-bond
-bond -bond
n
38
C O
*- bond
*- bond *- bond
H
H
ออรบทอลเชงโมเลกลทตานการสรางพนธะของฟอรมาลดไฮด
ล าดบของระดบพลงงาน:
< < n < * < *
39
เมออเลกตรอนวงนอกไดรบพลงงานจากรงส UV จะเกดการเปลยนระดบพลงงานจากออรบทอลเชงโมเลกลทมพลงงานสงสดและมอเลกตรอนบรรจอย (highest occupied molecular orbital หรอ HOMO) ไปสออรบทอลทวางและมพลงงาต าสด (lowest unoccupied molecular orbital หรอ LUMO)
พลงงานทอเลกตรอนไดรบมคาเทากบ: E = h = hc/
*
*
Ener
gy
n Ground state
Excited state
* *
* *
n * n *
1
65 n
m
> 19
0 nm
> 18
5 nm
2
80 n
m
การเปลยนระดบพลงงานของอเลกตรอน
40
ตวอยางการดดกลนรงสแมเหลกไฟฟาทท าใหเกดการเปลยนระดบพลงงาน ของอเลกตรอนวงนอกสดของสารอนทรยบางชนด
สำรประกอบ กำรทรำนซชน
-C=C- -C=C-C=C- C=O (O มอเลกตรอนคโดดเดยว) C=N (N มอเลกตรอนคโดดเดยว) C=S (S มอเลกตรอนคโดดเดยว) CH3Cl (Cl มอเลกตรอนคโดดเดยว) R-OH (O มอเลกตรอนคโดดเดยว) R-NH2 (N มอเลกตรอนคโดดเดยว)
สำรประกอบแอลเคน
* * n * n * n * n * n * n * *
pi-electron functions and hetero atoms having non-bonding valence-shell electron pairs chromophore.
41
โครโมฟอร (Chromophore): สารอนทรยทมหมแทนททไมอมตว (unsaturated functional group) ทสามารถดดกลนแสงชวง UV-Vis ได มดวยกน 3 แบบ 1. โครโมฟอรทม multiple bond ระหวาง 2 อะตอมของธาต โดยไมมอเลกตรอนคโดดเดยว เชน 2. โครโมฟอรทม multiple bond ระหวาง 2 อะตอมของธาต โดยมอเลกตรอนคโดดเดยว เชน 3. โครโมฟอรทม benzene ring ไดแกสารประกอบพวกอะโรมาตกไฮโดรคารบอน เชน
C=C
C=O
OH
42
3. สวนประกอบของเครอง UV-VIS Spectrometer
43
องคประกอบส ำคญของเครอง UV-Vis Spectrometer
http://www.public.asu.edu/~laserweb/woodbury/classes/chm467/bioanalytical/spectroscopy/absflr.html
Mirror
44
1. แหลงก ำเนดแสง
Deuterium หรอ hydrogen lamp ซงใหก าเนดแสงทงชวง UV ( 160-400 nm) และ visible ( 400-800 nm)
Tungsten filament lamp หรอ tungsten/halogen lamp ใหก าเนดแสง
ในชวง visible ( 350-2500 nm)
Deuterium lamp http://www.safir.be/D2%20-%20Lamps%20description.htm
http://visual.merriam-webster.com/house/electricity/lighting/tungsten-halogen-lamp.php
Tungsten lamp
Halogen: F2 Cl2 Br2 I2
2. Monochromator (Wavelength Selector) ท าหนาทแยกล าแสงจากแหลงก าเนดแสง โดยแสงจะผานเขาท entrance slit และจะถกแยกดวย grating หรอ prism จากนนแสงทความยาวคลนเดยวทตองการเทานนจะออกจาก Monochromator โดยผานทาง exit slit.
45 http://www.files.chem.vt.edu/chem-ed/optics/selector/spectrom.html
3. Sample container (Cuvette) เปนอปกรณส าหรบใสตวอยางทตองการวเคราะหโดยจะตองมลกษณะโปรงแสง การวเคราะหในชวง UV วสดทนยมใชไดแก Quartz หรอ fused silica และการวเคราะหชวง Visible วสดทเปน silicate glasses
46
http://www.labshops.com/shop/product_info.php?products_id=301&osCsid=37cdeec13c67639692eedab3f81c5491
http://www.ussolid.com/10-quartz-cuvette.html
47
4. Detector เปนอปกรณส าหรบตรวจวดแสงทผานสารตวอยางออกมา โดย detector ทใชมหลายชนด ไดแก
4.1 Photomultiplier tube เปน detector ทไวตอแสงทงในชวง UV และ visible โดยสามารถตรวจวดไดอยางรวดเรว และตรวจวดสารทมปรมาณต าๆ ไดด ในชวงความยาวคลน 190-900 นาโนเมตร
http://learn.hamamatsu.com/articles/photomultipliers.html
เพมจ ำนวนอเลกตรอน (ขยำยสญญำณ)
เพมจ ำนวนอเลกตรอน (ขยำยสญญำณ)
รวบรวมกระแลไฟฟำทเกดขน
48
4.2 Photodiode array detector เปน multichannel detector ทสามารถตรวจวดหลายความยาวคลนของแสงไดในเวลาเดยวกน มราคาถกและ
ตรวจวดคลนแสงไดตงแตชวง 190-1100 นาโนเมตร
http://www.globalspec.com/reference/49713/203279/3-2-diffraction-gratings-and-tunable-filter-spectrometers
49
แบบตำง ๆ ของเครอง UV-Vis spectrophotometer 1. UV-Vis spectrophotometer แบบล ำแสงเดยว
http://chemtech.org/cn/cn212/212-6.htm
ขอด - เลอกความยาวคลนท จะวดไดงาย - ราคาถก
ขอเสย - วดไดครงละ 1 ความยาวคลน
- ตองใชแบลงค (blank) ทกครงทเปลยนความยาวคลน
50
2. UV-Vis spectrophotometer แบบล ำแสงค
2.1 Double beam and single detector
http://cnx.org/content/m34601/latest/?collection=col10699/latest
51
http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/spectrpy/uv-vis/uvspec.htm
2.2 Double beam and double detector
ขอด - เลอกความยาวคลนไดหลายความยาวคลนในครงเดยว - สแกนชวงความยาวคลนทตองการวดได (ได spectrum) - วดไดรวดเรว ประหยดเวลา ขอเสย - ราคาแพง
52
http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/spectrpy/uv-vis/uvspec.htm
http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C108952&Units=SI&Mask=480
OH
ตวอยำงสเปกตรมกำรดดกลนแสงของสำรอนรย
Shen, X., Wu, J., Bai,S., Zhou, H. Journal of Alloys and Compounds 506 (2010) 136–140
Graphene
53
ขอจ ำกดในกำรใชกฎของ Beer-Lambert
กฎของ Beer-Lambert จะใชไมไดเมอ คา Absorbance ทวดได ไมเปนปฏภาค โดยตรงกบความเขมขน เมอเขยนกราฟความสมพนธระหวาง Absorbance กบ ความเขมขน จะไมไดเสนตรง
Abso
rban
ce
Concentration
54
สำเหตกำรเบยงเบนจำกกฎของ Beer-Lambert อาจเกดจาก - สมดลเคม การเปลยนแปลงสมดล ท าใหความเขมขนของสารในระบบเปลยน - ควำมเขมขน กฎของ Beer-Lambert จะใชไดกบสารละลายทมความเขมขนต า ๆ - อณหภม บางปฎกรยาสมดลเคมเปลยน เมออณหภมเปลยน - ตวท ำละลำย บางชนดอาจดดกลนแสงในชวง UV-Vis
3.4 กำรประยกตใช (Applications)
กำรวเครำะหเชงคณภำพ: โมเลกลของสารอนทรยทมโครโมฟอรสามารถใหสเปกตรมทเกดจากการดดกลนรงส UV-Vis ได สารแตละตวจะแสดงสเปกตรมเฉพาะ เราสามารถน าคณสมบตนไปวเคราะหสารในเชงคณภาพได
กำรวเครำะหเชงปรมำณ: สามารถค านวณหาความเขมขนของสารละลาย
จากคา Absorbance ท max
- หาอตราการเกดปฏกรยาเคม
- หาคาคงทอตรา (k) ของปฏกรยาเคม
55
56
ใชตรวจสอบอญมณ เชน ทบทม แซฟไฟร ตรวจจ าแนกอญมณสงเคราะหกบอญมณธรรมชาต ตรวจสอบแหลงก าเนดของอญมณ ตรวจสอบการปรบปรงคณภาพในอญมณบางชนด และตรวจสอบความเปนธรรมชาตของสเพชร ศกษาชนดของธาตทท าใหเกดสในพลอย พลอยแท พลอยสงเคราะห เปนตน
กำรประยกตใชดำนอน ๆ
http://www.tatgreenheart.com/archives/2662 http://www.thaitechno.net
57
Chrome tourmaline Emerald
Scarratt, K. Lab Report. JewelSiam, Aug/Sept 1994. P 128-133.
58
วเครำะหฮอบส (Hops) ในเบยร
Uwe Oppermann
‘...the determination of hop content in the beer is the most important quality assurance measurement. The taste is determined in the first instance through the hop content: the more hops, the bitterer and stronger the taste of the beer. The analytical wavelength used for hops determination is 275 nm...’
Source: G.I.T. Laboratory Journal 4/2004
59 http://www.authorstream.com/Presentation/ginogeo-108151-uv-vis-food-monitoring-ceccarelli-slim2008-finale-science-technology-ppt-powerpoint/
วเครำะหควำมสดของผลไม
60 http://www.authorstream.com/Presentation/ginogeo-108151-uv-vis-food-monitoring-ceccarelli-slim2008-finale-science-technology-ppt-powerpoint/
61 http://www.authorstream.com/Presentation/ginogeo-108151-uv-vis-food-monitoring-ceccarelli-slim2008-finale-science-technology-ppt-powerpoint/
62 http://www.authorstream.com/Presentation/ginogeo-108151-uv-vis-food-monitoring-ceccarelli-slim2008-finale-science-technology-ppt-powerpoint/
Recommended