5/20/2018 Spectrofotometrie

1/8

Spectrofotometrie

1.

Scopul lucrarii

Metoda spectrofotometrica face parte din clasa metodelor fizice de determinare a concentratiei uneisolutii in laborator. Similar celorlalte metode fizice, este simpla, rapida si ieftina. Folosind unspectrofotometru Spekol, se va determina concentratie unei solutii.

2.Teoria lucrarii

Spectrofotometria reprezinta o clasa larga de metode de investigare. Ea face parte dintr-o clasa si maimare si anume, clasa metodelor spectrometrice. Orice metoda spectrometrica inregistreaza si masoaraspectre electromagnetice.

Spectru electromagnetic

Un spectru reprezinta totalitatea valorilor unei marimi ce caractereizeaza un sistem. In cazul unui spectruelectromagnetic acesta reprezinta totalitatea lungimilor de unde ( frecventelor ) pe care un sistem le poate

5/20/2018 Spectrofotometrie

2/8

emite sau absorbi. Atunci cand un sistem absoarbe radiatii electrimagnetice, el trece pe un nivel energeticsuperior, iar cand emite, pe unul inferior. Conditia ( de rezonanta ) ce trebuie indeplinita esti :

h=-

Unde = energia nivelului superior

= energia nivelului inferior

= frecventa radiatiei

Din conditia de rezonanta rezulta ca sistemele pot absorbi aceleasi radiatii pe care le pot si emite. Vomobtine deci, practice, aceleasi informatii, fie ca analizam ce emite sistemul, fie ca inregistram ce absoarbe.

Daca lungimile de unde emise sau absorbite au valori intr-un domeniu cvasicontinuu, obtinem spectre debenzi, iar daca variaza discontinuu, sunt spectre de linii. Spectrele de linii sunt in general specific

substantelor in stare atomica, in timp ce spectrele de benzi sunt, in general, specific substantelor in staremoleculara.

Fiind vorba de un numar foarte mare de metode, se impune clasificarea lor. Si in acest caz se pot face miamulte clasificari, vand in vedere mai multe criteria :

Fiind vorba de un numar foarte mare de metode, se impune clasificarea lor. Si in acest caz se pot facemai multe clasificari, vand in vedere mai multe criteria :

Criteriul domeniului spectral investigat. In toate domeniile spectrale electromagnetice exista metodede investigare, multe dintre ele cu aplicatii clinice. Domeniile spectrale electromagnetice sunt, in

ordinea crescatoare a lungimii de unda, urmatoarele : gama (Y), raza X, ultraviolete (UV),vizibil,infrarosu (IR), microunde si radiounde. In cazul metodelor spectrometrice din domeniile UV, vizibilsi IR, metodele se numesc, in general, spectrofotometrice.

5/20/2018 Spectrofotometrie

3/8

Criteriul modului de obtinere a spectrelor. Sistemele analizate pot fi puse sa emita sau sa absoarbaradiatii electromagnetice. Vorbim astfel de spectrometrie de emisie, respective de absorbtie.

Metode cu implicatii clinice :

Domeniulspectral

Numele metodei Informatii(actiuni) directe

Informatii(actiuni) indirecte

Semnificatiiclinice

Gama-terapie(cabaltoterapie)

Absorbtiaradiatiilor intesuturi

Distrugereacelulelorcanceroase

Terapiacancerului

Scintigrafia Inregistrareaemisiei de radiatii

Determinareadistributieiradioizotopilorintrodusi inorganism

Diagnosticfunctional alorganului

X Radiografie Absorbtia

radiatiilor X intesuturi

Imagini ale

organelor interne

Diagnisticarea

fracturilor etc.

X Tomografiecomputerizate curaze X

Absorbtia razelorX in tesuturi

Imagini aleoricarei sectiuniprin corp

Imagini cu detaliide ordinulmilimetrului

UV, vizibil, IR Spectrofotometrie Absorbtia acestorradiatii de catremolecule

Determinareaconc. Diferitelormolecule

Diagnosticareadiferitelor maladii

Vizibil, IR Oximetrie Abosrbitaradiatiilor rosii siIR de catre sange

Determinarearaportului/

Monitorizareagradului deoxigenare asangelui

Microunde RES Absorbtiamicroundelor decatre rad. Liberiaflati in campmagnetic

Urmarireaproceselor in careapar radicaliiliberi

Se spera ca se vorputea urmariproceselemetabloice

Radiounde RMN Absorbtiaradioundelor decatre necleele deH plasate in campmagnetic

Imagini aleoricarei sectiuniprin corp

Imagini cu detaliide ordinulmilimetrului

5/20/2018 Spectrofotometrie

4/8

Un fascicol de radiaii de intensitate I0,ce strbate sub o inciden normal un strat absorbant, pierde o

parte din energia sa radiant prin reflexie Ir iar o parte din aceasta este absorbit de ctre sistemul Ia.

Metoda de analiza chimica a alimentelor prin spectrofotometrie este o metoda care are la baza legea

LAMBERT-BEER.

Deci din intensitatea iniial numai o parte din radiaie este transmis i ea se noteaz cu It.

Gradul de diminuare al intensitii radiaiei incidente este (conform legii lui Beer-Lambert) proporional

cu grosimea stratului traversat i cu concentraia speciei absorbante:

Legea Beer-Lambert - exprim legtura ntre intensitatea luminii care traverseaz o soluie i

concentraia soluiei respective.

5/20/2018 Spectrofotometrie

5/8

n spectrofotometrie se folosesc uzual doiparametri pentru a cuantifica absorbia:

T - este transmisia E - este extincia .

Se observa ca x d. Este evident ca marimea absorbtiei depinde de numarul centrilor absorbanti,respective de concentratia acestora, fapt explicat de Beer, care a stability relatia :

x C

Unde : C-concentratia substantei, masurata in mol/l

coeficient de extinctie, masurat in l/mol x cm

Coeficientul de extinctie depinde numai de lungimea de unda a radiatiei si caracterizeaza substantaabsorbanta. Asa cum atomii pot fi identificati, in emisie, dupa spectrele proprii de emisie, tot astfel oanumita specie de atomi poate fi identificata prin studierea curbelor de absorbtie ()

5/20/2018 Spectrofotometrie

6/8

3.

Descrierea aparatului

Spectrofotometrul este un aparat optoelectronic care msoar raportul a dou valori ale unei mrimiradiometrice la aceeai lungime de und i n acelai interval ngust de lungime de und . Cu ajutorul unor

oglinzi mobile din monocromator se schimb n salturi foarte mici frecvena luminii selectate din

radiaia total a sursei. De fiecare dat se msoar absorbia, transmisia sau extinia i se calculeaz

valoarea coeficientului de extinie E. Reprezentnd grafic variaia lui E n funcie de frecven sau

lungimea de und se obine o spectrogram (un spectru).

(T-100%)

Schema bloc a unui spectrofotometru

S- sursa de radiatii

M-monocromator, allege din ce emite sursa o singura lungime de unda

B-solventul (blanc) foloseste la etalonarea de T=100%

P-proba pentru care masura E (sau T)

D-detectorul transform alumina in current electric ( fotocelula sau fotomultiplicator)

A-amplificator

I-inregistrator, microampermetru gradat in unitati liniare de transmisie si unitati logaritmice de extinctie

M B

P

D A IS

5/20/2018 Spectrofotometrie

7/8

4.

Mod de lucru

1. Se traseaz un grafic A = f()

2. Se traseaz cele patru curbe pentru fiecare soluie de AO (2, 4, 8, x); Obs: toate cele patru

curbe se traseaz pe acelai grafic

3. Se selecteaz lungimea de und corespunztoare maximului de absorbie pentru toate cele patru

soluii de AO

4. Se calculeaz concentraia necunoscut a soluiei de AO - dou metode:

a) calcularea concentraiei folosind metoda grafic:

se traseaz un grafic A = f(c) - cu valorile absorbanei pentru maximul de absorbie al soluiilor

de AO

se determin concentraia necunoscut a soluiei de AO prin intrapolare

b) calcularea concentraiei prin metoda matematic (metoda celor mai mici ptrate):

se scrie ecuaia dreptei de regresie:

Y=a+bX

A =a+b cx

A = absorbana; cx= concentraia necunoscut

se calculeaz parametrii a i b - cu ajutorul unui program pentru calcularea parametrilor dreptei

de regresie. se nlocuiesc n ecuaia dreptei de regresie valorile parametrilor asi b

se calculeaz concentraia necunoscut a soluiei de AO.

6. Se compar valoarea concentraiei obinut prin metoda grafic cu valoarea

obinut prin metoda matematic .

5/20/2018 Spectrofotometrie

8/8

5. Rezultat

n funcie de masa probei, volumul final al soluiei, softul aparatului prelucreaz aceste date i

afieaz direct rezultatul.

Se ia n considerare media celer dou determinri, dac sunt ndeplinite condiiile de

repetabilitate.

r-repetabilitatea : valoarea sub care diferena absolut dintre rezultatele a dou teste

separate obinut n condiii de repetabilitate (de exemplu : aceeai prob, acelai

operator, acelai aparat, acelai laborator i interval scurt de timp) se situeaz n limitele

unei probabiliti specifice ( n principiu 95%), astfel r= 2.8xs(r).

s(r)- deviaia standard, calculat din rezultatele obinute n condiii de repetabilitate.