80
1

UV/Vis SPECTROSCOPY

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UV/Vis SPECTROSCOPY

1

Page 2: UV/Vis SPECTROSCOPY

دانشگاه آزاد اسالمی واحد علوم تحقیقات دانشکده علوم

: عنوانکاربردهای طیف سنجی جذب مولکولی

فرابنفش / مرئی14فصل

:ارائه بهآقای دکتر گیویان

:گردآورندهمنیره رحمانی

:درس2اسپکتروسکو<پی تجزیه ای

1394اردیبهشت 2

Page 3: UV/Vis SPECTROSCOPY

مقدمه

: اندازه گیریهای جذبی مبتنی بر تابش فرابنفش / مرئی

کاربرد گسترده ای برای شناسایی تعداد زیادی از گونه های آلی و

معدنی دارند.

احتماال بیشترین کاربرد را در بین تمام فنون تجزیه کمی در آزمایشگاه

شیمیایی و بالینی در سرار جهان دارد.

3

Page 4: UV/Vis SPECTROSCOPY

الف( بزرگی ضرایب جذب مولی 14

ب( گونه های جاذب14

14فصل ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در تجزی14ه کیفی

و( طیف بینی نورصوتی14

هـ( تیتراسیونهای نورسنجی14

د( تجزیه های کمی با اندازه گیری ها14 ی جذبی

4

Page 5: UV/Vis SPECTROSCOPY

5

الف( بزرگی ضرایب 14 جذب مولی

سطح مقطعگیراندازی گونه احتمال برای انجام گذار

انرژی جاذب

بستگی .دارد

Page 6: UV/Vis SPECTROSCOPY

6

ب( گونه های جاذب14 جذب تابشUV/Vis مرحله ای انجام می گیرد.2 طی فرایند

1 :برانگیختگی الکترونی )M + h ϑ M*

( طول عمر گونه ی برانگیختهM*( کوتاه ) ثانیه 9- 10تا 8- 10 ).است

2 فرایند آسایش : گرما )M* M+

: انواع فرایند آسایش

: ب<ا توج<ه ب<ه این<که

متداولترین نوع : تبدیل انرژیبرانگیختگی به گرما

تجزیهM* : به گونه های دیگر واکنش نو<ر شیمیایی

نشر مجدد فلوئورسانی وفسفرسانی

طول عمرM* به حدی کوتاه است که غلظت آن در هرلحظه ناچیز است

مقدار انرژی گرمایی آزاد شده با آسایش معموالآشکارپذیر نیست

* به استثنای زمانی که تجزیه ی نور شیمیایی انجام می شود.

حداقل اختالل در سیستم مورد بررسی

Page 7: UV/Vis SPECTROSCOPY

7

ب( گونه های جاذب14

جذب تابشUV/Vis حاصل می شود.الکترونهای پیوندی معموال از برانگیختن

بنابراین طول موج پیک های جذب با انواع پیوندهای گونه ی مورد مطالعه، مرتبط •

است.

بنابراین طیف بینی جذب مولکولی برای شناسایی گروههای عاملی در مولکول •

ارزشمند است.

در تعیین کّمی ترکیبات حاوی UV/Visاما نکته ی مهمتر کاربرد طیف بینی جذب •

گروههای جاذب است.

، بنابراین انواع گذار الکترونی که در مولکول )به علت برانگیختگی( ایجاد می شودمورد بررسی قرار می گیرد.

Page 8: UV/Vis SPECTROSCOPY

8

انواع الکترونهای جاذب

ب( گونه های 14 جاذب

رنگسازهای آلی

وd ( جذب شامل الکترونهای 2 ب 14f

جذب بوسیله ی آنیونهای معدنی

جذب بوسیله ی سیستمهای آروماتیک

جذب بوسیله ی النتانیدها و اکتانیدها

جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات واسطه

اول و دوم

( جذب انتقال بار3 ب 14

Page 9: UV/Vis SPECTROSCOPY

9

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

گونه های جاذب حاوی الکترونهای ، 𝝅 𝝈 و n و مولکولها و یونهای آلی شاملاست.تعدادی یونهای معدنی

تمام ترکیبات آلی الکترونهای واالنسی دارند که بتوانند به ترازهای باالتر انرژیبرانگیخته شوند.

.بنابراین تمامی این ترکیبات تابش الکترومغناطیسی را جذب می کنند اما به دلیل پایداری پیوندهای یگانه ترکیبات آلی، انرژی زیادی جهت برانگیخته شدن

نیاز است یعنی طول موج تابش کمتر خواهد بود، که به ناحیه ی فرابنفش خالء(λ < 185 nm)

مرتبط است..در این محدوده اجزاء سازنده ی هوا نیز تابش الکترومغناطیسی را جذب می کنند و مشکالت تجربی طیف سنجی جذب مولکولی معایباین نکته از UV/Vis.محسوب می شود 185بنابراین مطالعات طیف نور سنجی ترکیبات آلی در طول موج های بزرگتر از nm انجام

می گیرد.که انرژی برانگیختگی این ترکیبات تعدادی از گروه های عاملی )به نام رنگسازها( می باشند

کمتر )طول موج بیشتر( مورد نیاز است. طیف رنگسازها پیچیده است. زیرا سوار شدن گذارهای ارتعاشی روی گذارهای الکترونی

باعث همپوشانی خطوط طیفی می شود. آنالیز جزئیات طیفهای حاصل امکان پذیر نیست ، اما می توان نتیجه گیریهای کیفی یا نیمه

کمی داشت.

Page 10: UV/Vis SPECTROSCOPY

10

انواع الکترونهای جاذب

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

: الکترونهای مولکول آلی که در جذب شرکت دارند

استقرار الکترونهای تشکیل دهنده ی پیوند در میدان حول دو مرکز اتمی، به صورتی

است که حداقل دافعه وجود داد.

2اوربیتالهای مولکولی دربرگیرنده ی الکترونهای پیوندی هستند و از همپوشانی

اوربیتال اتمی حاصل شده اند.

اوربیتال اتمی : 2حاصل ترکیب

الکترونهای پیوندی : در تشکیل پیوند بیناتمها شرکت دارند.

الکترونهای ضد پیوندی: الکترونهایی که حولاتمهایی مثل

مستقرند.نیتروژن و گوگرد ، هالوژن، اکسیژن

1 اوربیتال مولکولی پیوندی)انرژی پایین(

1 اوربیتال مولکولی ضد پیوندی)انرژی باال(

Page 11: UV/Vis SPECTROSCOPY

11

انواع الکترونهای جاذب

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

اوربیتال𝝈مربوط به پیوندهای یگانه ، .توزیع چگالی حول محور پیوند متقارن است متوسط چگالی بار منفی ناشی از استقرار دو الکترون حول دو هسته ی مثبت با

درجه سایه دار کردن نشان داده شده. دو اوربیتال𝝈 زوج الکترون پیوندی( و( 𝝅 مربوط به ، )زوج الکترون دیگر (

پیوندهای دوگانه اوربیتالهای𝝅 توسط همپوشانی موازی اوربیتال اتمی p.تشکیل شده است توزیع بار: صفحه ی گرهی با چگالی بار کم در طول محور پیوند و چگالی ماکسیمم

در نواحی باال اوربیتال ضد پیوندی*𝝈و * 𝝅 نیز توزیع چگالی بار متناسب خود را دارند

الکترونهای غیر پیوندی نیز با نمادn.نشان داده می شوند

Page 12: UV/Vis SPECTROSCOPY

12

انواع الکترونهای جاذب

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

( ترازهای انرژی 14-2شکل

مولکولی فرمالدئید

Page 13: UV/Vis SPECTROSCOPY

13

انواع الکترونهای جاذب

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

Page 14: UV/Vis SPECTROSCOPY

14

انواع الکترونهای جاذب

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

( انواع اوربیتال 14-3شکل

مولکولی در فرمالدئید

گذار انرژی با جذب تابش در

برخی از ترازها

* 𝝈 𝝈 𝝅 * 𝝅

* 𝝈 n

* 𝝅 n

Page 15: UV/Vis SPECTROSCOPY

15

𝝈 * انتقال 𝝈

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

یک الکترون از اوربیتال پیوندی سیگما به اوربیتال ضد پیوندی مربوط برانگیختهمی شود.

)انرژی الزم برای القای گذار، نسبت به سایر گذارها بیشتر است.)اولین پیکان.این انرژی متناظر با فرکانسهای تابشی در ناحیه فرابنفش در خالء است،تمامی پیوندها، مثال: در متان C-H 125هستند و ماکسیمم جذب درnm مشاهده می

شود. * تنها گذار محتمل هم 𝝈 𝝈.است 135اما ماکسیمم جذب اتان، در nm مشاهده شده که مربوط به پیوند C-C.هست چون قدرت پیوندC-C از C-H کمتر است، انرژی کمتر )طول موج بیشتر( برای

القای حالت گذار مورد نیاز است. )این انتقال در ناحیه دستیابی پذیری معمولی نیست) فرابنفش خالء

Page 16: UV/Vis SPECTROSCOPY

16

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

ترکیبات سیر شده حاوی زوج الکترن غیرپیوندی قادرندگذارهای را انجام دهند.

ب<ه ب<ه انرژی کمت<ری نی<از دارن<د.ن<س<بت

250 ت<ا 150جذب تابش ب<ین nm .ص<ورت م<ی گ<یرد

انرژی الزم ب<رای چنی<ن گ<ذاری عمدتا14-1طبق جدول،

بس<ت<گی دارد.کمتر به ساختار مولکولی و نوع پیوند اتمی به

.ضرایب جذب مولی در حد پایین یا متوسط تغییر می کنند

.حاللهای قطبی)آب و اتانول(: جابجایی به طول موج کمتر

.تع<داد ت<رک<یبات شامل این حالت نس<بتا ک<م م<ی باشد

𝝈 انتقال * n

* 𝝈 n

* 𝝈 𝝈

C-N :

C- O :

Page 17: UV/Vis SPECTROSCOPY

17

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

.اکثر کاربردهای طیف بینی در این دو انتقال صورت می گیرد

انتقال، پیکهای جذبی در 2زیرا انرژی الزم برای انجام این

ناحیه مناسب تجربی می آورد.

در هر دو گذار، به حضور یک گروه عاملی آلی سیر نشده برای

نیاز دارند.𝝅تامین اوربیتالهای

رنگسازاین هسته های جاذب سیر نشده را (Chromophore)

می نامند.

انتقال: 2تفاوت این

𝝅 ضرایب جذب مولی برای انتقال * • n > *𝝅 اثر حالل بر طول موج پیکها•

𝝅 انتقال * n و *𝝅 �

��

Page 18: UV/Vis SPECTROSCOPY

18

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

* 𝝅 n پیک مربوطه با افزایش قطبیت حالل، معموال به : طول موجهای کوتاهتر جابجا می شود.

حاللهای آبکافتی قطبی مثل آب و یا الکل با تشکیل پیوند هیدروژنیحالل و زوج الکترون غیرپیوندی

.سطح انرژی تراز غیر برانگیخته کاهش می یابد.اما با برانگیخته شدن، پیوند هیدروژنی حفظ نمی شود.یعنی تراز برانگیخته کاهش سطح انرژی ندارد سطح انرژی افزایش می یابد2فاصله ی .انرژی بیشتری برای برانگیختگی مورد نیاز است .بنابراین جابجایی به طول موج کوتاهتر مشاهده می شود

𝝅 انتقال * n و *𝝅 �

Page 19: UV/Vis SPECTROSCOPY

19

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

* 𝝅 𝝅 پیک مربوطه با افزایش قطبیت حالل، معموال به طول : موجهای بلندتر جابجا می شود.

5این اثر در مقایسه با قبلی بسیار کوچکتر است، در حدود nm .جابجایی زیرا با افزایش قطبیت، نیروی جاذبه ی قطبشی بین حالل و جاذب هر دو تراز

برانگیخته و غیر برانگیخته را کاهش می دهد.

.در ضمن این تاثیر بر تراز برانگیخته بیشتر است

تراز کاهش یافته.2بنابراین اختالف

.انرژی مورد نیاز کم می شود

.جابجایی به سمت طول موج بلندتر مشاهده می شود

𝝅 انتقال * n و *𝝅 �

Page 20: UV/Vis SPECTROSCOPY

20

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

رنگسازهای آلی

Page 21: UV/Vis SPECTROSCOPY

21

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n

رنگسازهای آلی

:)شناسایی گروه های عاملی )تقریبی

* اثر حالل

* جزئیات ساختار مولکولهای رنگساز

* پهن بودن پیک به دلیل اثرات

ترازهای ارتعاشی

Page 22: UV/Vis SPECTROSCOPY

22

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n ، اثر مزدوج شدن رنگسازهاThe Effect of

Conjugation on λmax مزدوج شدن به دلیل عدم استقرار الکترونهای𝝅 یا تعداد بیشتری هسته ی اتم باشند.4این ترکیبات بایستی حاوی تاثیر:کاهش سطح انرژی اوربیتال * 𝝅 در نتیجه ماکسیمم جذب یه سمت ،

طول موج بلندترجابجا می شود.

Page 23: UV/Vis SPECTROSCOPY

23

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n ، اثر مزدوج شدن رنگسازهاThe Effect of

Conjugation on λmax

Page 24: UV/Vis SPECTROSCOPY

24

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n جذب بوسیله ی سیستمهای

آروماتیک 184بنزن: یک پیک قوی در nm 204 ، یک پیک ضعیف در nm و یک پیک

دارد.nm 256ضعیفتر در .این پیک ها بسیار زیاد تحت تاثیر استخالفهای روی حلقه ی بنزن می باشد

تاثیر حالل بر طیف جذبی فرابنفش - تترازین5،4،2،1

Page 25: UV/Vis SPECTROSCOPY

25

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n جذب بوسیله ی سیستمهای

آروماتیکرنگ یار(Auxochrome) گروه عاملی که خود در ناحیه فرابنفش جذب ندارد ولی باعث:

NH- وOH–جابجایی پیکهای رنگساز می شود.مثل ،به دلیل برهمکنش جفت الکترون غیرپیوندی با حلقه بنزن

کاهش سطح انرژی و در نتیجه افزایش طول موج و جابجایی به سمت قرمز

تاثیر استخالفهای روی حلقه ی بنزن

Page 26: UV/Vis SPECTROSCOPY

26

( گونه های جاذب حاوی 1 ب 14𝝅 ، الکترونهای 𝝈 و n جذب بوسیله ی آنیونهای

معدنی تعدادی از آنیونهای معدنی پیک جذبی با گذارهای *𝝈 n نشان می دهند.مثل آنیونهای نیترات ، کربنات، نیتریت، آزید، تری تیو کربنات

Page 27: UV/Vis SPECTROSCOPY

27

( جذب شامل 2 ب 14f و dالکترونهای

اکثر یونهای فلزات واسطه در ناحیه یUV/Vis.جذب دارند

فرآیند جذب در گذاره های الکترونی النتانیدها و آکتنیدهابرای گروه ،

حاصل می شود.5f و 4fالکترونهای

3، الکترونهای اولین و دومین گروه فلزات واسطهبرای عناصرd 4 وd

درگیرند.

Page 28: UV/Vis SPECTROSCOPY

28

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی یونهای f و dالکترونهای

النتانید و آکتینید یون اکثر عناصر النتانید و آکتینید در نواحیUV/Vis.جذب دارند

.برعکس گونه های آلی و معدنی، پیک باریک و کامال مشخصی دارند

.به مقدار کمی تحت تاثیر نوع لیگاند همراه قرار می گیرند

4گذار مسئول جذب النتانیدها، ترازهای مختلفf. هستند

5گذار مسئول جذب آکتینیدها، ترازهای مختلفf.هستند

.این اوربیتال های درونی، از آثار خارجی پ<وشی<ده هستند

.در نتیجه نوارها باریک اند و تحت تاثیر حالل یا لیگاند نیستند

Page 29: UV/Vis SPECTROSCOPY

29

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم عنصر در گروههای واسطه ی اول و دوم تابش مرئی را در 18یونها و کمپلکس

یکی از حاالت اکسایش جذب می کنند..بر خالف النتانیدها و اکتینیدها، نوارهای جذبی اغلب په<<<<<ن دارند.به شدت تحت تاثیر عوامل محیط شیمیایی هستند یون مسمثال: رنگ آبی کم رنگ(II) کمپلکس مس و رنگ آبی به مراتب تیره تر

با آمونیاک

Page 30: UV/Vis SPECTROSCOPY

30

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم اوربیتال 5فلزات واسطه d.دارند .تعدادی از این اوربیتال ها دارای الکترون است مشخصات طیفی فلزات واسطه شامل گذارهای الکترونی مختلف انرژی این

اوربیال هاست. دو نظریه ی میدان بلور)ساده و درک کیفی( و اوربیتال مولکولی )پیچیده و

اطالعات کّمی( اوربیتال در محلول یکسان نیست.5هر دو نظریه : انرژی جذب هم نتیجه ی جابجایی الکترون بین همین اوربیتال ها با سطوح انرژی

متفاوت است. اوربیتال یکسان 5اما در غیاب میدان خارجی الکتریکی یا مغناطیسی، انرژی این

است. هنگام تشکیل کمپلکس بین یون فلزی با آب یا لیگاند، شکافتگی در اوربیتال های

d.ایجاد می شود به دلیل دافعه ی الکتروستاتیکی بین زوج الکترون لیگاند و الکترونهای داخل

dاوربیتال های

Page 31: UV/Vis SPECTROSCOPY

31

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم

سه اوربیتالdxy، dxz و dyz.از هر لحاظ جز جهتگیری مشابه اند

.اوربیتال ها فضای بین محور را اشغال کرده اند

مینیمم چگالی روی محورهاماکسیمم چگالی روی قطر محورها برای اوربیتال هایdx2-y2 و dz2 .برعکس است 8- 14شکل

Page 32: UV/Vis SPECTROSCOPY

32

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم

مولکول آب یا لیگاند دیگری، کئوردینانس شود، خواهیم 6اگر یک یون واسطه با داشت:

.لیگاندها به صورت متقارن اطراف اتم مرکزی قرار می گیرند.ساختار هشت وجهی حاصل می شودانتهای دوقطبی منفی آب به سمت یون فلز واسطه ایجاد دافعه بین دوقطبی و اوربیتال هایdفلز واسطه افزایش انرژیناپایداری اوربیتالها اوربیتال حاصل می شود.5تفاوت در سطوح انرژی اوربیتال dz2 ماکسیمم چگالی بار منفی را در امتداد محور داشته، بنابراین میدان

لیگاند اثر بیشتری بر روی آن دارد. سه اوربیتالdxy، dxz وdyz در قطر محور ها بوده اند، بنابراین کمتر تحت تاثیر

قرار خواهند گرفت.اما یکسان. در م<ورد اورب<ی<تالdx2-y2 م<حاس<بات ک<وانت<ومی ن<شان م<ی ده<د ک<ه ب<ا

هم انرژی خواه<<<د بود.dz2اورب<یتال تمام اوربیتال های بنابراین انرژیd .در حضور لیگاند افزایش می یابد همچنین اوربیتالهایd شکافته می شود.با اختالف انرژی ∆ به ترازهایی

Page 33: UV/Vis SPECTROSCOPY

33

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم

( اثر میدان لیگاند بر 14-9شکل dانرژی اوربیتالهای

Page 34: UV/Vis SPECTROSCOPY

34

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دوم∆ عوامل موثر بر بزرگی : حالت واالنس یون فلز واسطه موقعیت عنصر مادر در جدول تناوبی لیگاند : قدرت میدان لیگاند که مقیاسی از میزان شکاف در انرژی اوربیتالهایd یعنی یک عامل کمپلکس کننده با قدرت میدان لیگاند زیاد، باعث بزرگ شدن ∆ می

شود.:می توان لیگاندهای معمولی را بر حسب قدرت میدان لیگاند مرتب کرد

به جز در موارد محدود، این ترتیب برای تمام یونهای فلزات واسطه اعمال پذیراست.

امکان پیش بینی های کیفی در مورد موقعیت نسبی پیکهای جذب برایافزایش میدان لیگاند : افزایش ∆ : افزایش انرژی جهت کمپلکسهای مختلف با یک یون فلز معین

برانگیختگی : کاهش طول موج جذب

I-< Br-< Cl- < F- < OH- < C2O42- ~ H2O < SCN- < NH3 < اتیلن دی آمین >

o < NO2-فنانترولین- < CN-

Page 35: UV/Vis SPECTROSCOPY

35

( جذب شامل 2 ب 14جذب بوسیله ی عناصر گروههای فلزات f و dالکترونهای

واسطه ی اول و دومافزایش میدان لیگاند : افزایش ∆ : افزایش انرژی جهت

I-< Br-< Cl- < F- < OH- < C2O4برانگیختگی : کاهش طول موج جذب 2- ~ H2O < SCN- < NH3 < اتیلن دی آمین >

o < NO2-فنانترولین- < CN-

افزایش قدرت کاهش طول میدان لیگاند موج جذب

Page 36: UV/Vis SPECTROSCOPY

36

Charge-Transfer) ( جذب انتقال بار 3 ب 14Absorption)

Page 37: UV/Vis SPECTROSCOPY

37

Charge-Transfer) ( جذب انتقال بار 3 ب 14Absorption)

مثال: جذب انتقال بار در کمپلکس آهن(III)تیوسیانات/محصول برانگیخته شامل آهن(II) رادیکال تیوسانات خنثی . (SCN)

.بعد از زمان کوتاه الکترون به حالت اولیه بر می گردد با وجود این ممکن است کمپلکس برانگیخته تفکیک شده.و محصوالت اکسایش/کاهش تولید کند.تعداد زیادی از ترکیبات آلی نیز کمپلکس انتقال بار تشکیل می دهند کینون و هیدروکینون(1 به 1کین هیدرون ) یک کمپلکس جذب قوی در ناحیه ی مرئی.همچنین کمپلکسهای ید با آمینها، آروماتیکها و سولفیدها

Page 38: UV/Vis SPECTROSCOPY

38

( روشهای ترسیم 1 ج 14داده های طیفی

ج ( کاربرد اندازه گیری جذبی 14 ( حاللها2 ج 14در تجزیه کیفی

( آشکارسازی 3 ج 14گروههای عاملی

Page 39: UV/Vis SPECTROSCOPY

39

ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در 14تجزیه کیفی

طیف نورسنجیUV/Visکاربرد نسبتا محدودی برای تجزیه ی کیفی دارد .زیرا تعداد ماکسیمم و مینمم های جذب نسبتا کم است.بنابراین شناسایی دقیق اغلب غیر ممکن است

UVطیف جذبی تولوئن

IRطیف جذبی تولوئن

Page 40: UV/Vis SPECTROSCOPY

40

.چند روش جهت ترسیم طیفی در طیف بینی مولکولی کیفی وجود دارد محور عرضها اکثر اوقات برحسب درصد عبور، جذب، لگاریتم جذب، یا ضریب جذب

مولی است. محور طولها معموال طول موج یا عدد موجی است، گاهی فرکانس نیز به کار می

رود.

ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در 14تجزیه کیفی ( روشهای ترسیم 1 ج 14داده های طیفی

ضریب جذب مولی بر جذب بر حسب طول موجحسب طول موج

Page 41: UV/Vis SPECTROSCOPY

41

:مقایسه الف و بدر نمودار جذب تفاوت بزرگتری در ارتفاع •

پیکها مشاهده می شود.اما تفاوت بین منحنی ها در عبور بیشتر •

است.

:نمودار با لگاریتم جذببرای مقایسه طیف محلول با غلظت های •

متفاوت مناسب است.زیرا با افزایش با نسبت یکسان در محلول، •

منحنی نیز با نسبت یکسان برروی محور عمودی جبجا می شود.

ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در 14تجزیه کیفی ( روشهای ترسیم 1 ج 14داده های طیفی

Page 42: UV/Vis SPECTROSCOPY

42

* نکات مهم در انتخاب حالل:شفافیتبررسی آثار احتمالی حالل بر سیستم جاذبحالل قطبی تمایل به حذف ساختار ظریف آثار •

ارتعاشیطیف های فاز گازی به طیف با حاللهای غیر •

قطبی)هپتان( نزدیک است.، اثر حالل بر طیف جذبی استالدهید12-14شکل •

تاثیر ماهیت حالل بر ماکسیمم جذب هنگام مقایسه طیفهای جذبی،از حالل یکسان

استفاده شود. به طول موج جذب حالل توجه شود تا حالل

جذب نداشته باشند.این مقادیر به شدت به خلوص حالل وابسته اند.•

(6-14)جدول حالل متداول برای طیف سنجی UV:-دیوکسان1.4 سیکلوهگزان، ،95اتانول% آب،•

برای ناحیه مرئی هر حالل بی رنگی مناسباست.

ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در 14تجزیه کیفی ( 2 ج 14

حاللها

Page 43: UV/Vis SPECTROSCOPY

43

ج( کاربرد اندازه گیری جذبی در 14تجزیه کیفی ( آشکارسازی 3 ج 14گروههای عاملی

.اطالعات روشنی برای شناسایی ترکیبات آلی مشاهده نمی شود .اما برای آشکارسازی گروههای عاملی رنگساز مفیدند:مثال 280 نوار جذب ضعیف در ناحیهnm 290تاnm که با افزایش قطبیت حالل، به طرف

طول موجهای کوتاهتر جابجا می شود: نشانه ی قاطعی از حضور گروه کربونیل 260نوار جذب ضعیف در حدودnm با نشانه های ساختار ظریف ارتعاشی: حضور

حلقه ی آروماتیک آمین آروماتیک یا ساختار فنولی، با مقایسه آثار pH و همچنین مقایسه با داده های

تایید کرد. 4-14جدول

Page 44: UV/Vis SPECTROSCOPY

44

( دامنه ی کار1 د 14موارد کاربرد در گونه های

جاذب

د ( تجزیه کّمی 14 با

اندازه گیریهای جذبی

موارد کاربرد در گونه های ناجاذب

تعیین رابطه بین جذب و ( جزئیات روش کار2 د 14غلظت

تمیز کردن و دستکاری سلولها

انتخاب طول موجمتغیرهایی که بر جذب تاثیر

می گذارند

( طیف نورسنجی با طول موج 3 د 14دوگانه و مشتقی

روش افزایش استاندارد

تجزیه مخلوط اجسام جامد

وسایل مدوله سازی طول موج

کاربرد طیف های مشتقی

Page 45: UV/Vis SPECTROSCOPY

45

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

.این روش از متداولترین و مفیدترین روشها برای انجام تجزیه های کّمی است

: مشخصات مهم روشهای اسپکتروفتومتری و فتومتری- کاربردپذیری گسترده در هر دو سیستم آلی و معدنی1نیز افزایش می یابد( 7M-10 الی 6-10) تا 5M-10 تا 4-10 - حساسیت 2-گزینش پذیری متوسط تا زیاد3 مشاهده می شود که می توان خطا را 3 تا %1- صحت خوب ) عدم قطعیتهای نبی4

تا چند دهم درصد کاهش داد(- سهولت و راحتی بدست آوردن داده ها5

Page 46: UV/Vis SPECTROSCOPY

46

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

کاربرد روشهای کمی جذبUV/Vis.بسیار زیاد است %95 درصد اندازه گیریهای کّمی در رشته ی تندرستی با طیف نورسنجی UV/Vis

انجام می شود. میلیون آزمایش روزانه در ایالت متحده3معادل

( دامنه ی 1 د 14کار

Page 47: UV/Vis SPECTROSCOPY

47

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

رنگساز های آلی(Organic Chromophoric Compound)

تعدادی از گونه های معدنی

فلزات واسطه

همچنین یونهای نیترات، نیتریت، کرومات، اسمیم، روتینیم تریوکسید، ید مولکولی

و اوزون.

( موارد کاربرد در 1 د 14گونه های جاذب

Applications to Absorbing Species

Page 48: UV/Vis SPECTROSCOPY

48

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

واکنش گونه های ناجاذب : واکنشگرهای زیادی به طور گزینشی با کاربرد اولمی دهند تا محصوالتی با شدت جذب باال در

UV/Vis.ایجاد شود این امر در صورتی امکان پذیر است که واکنش تشکیل دهنده ی رنگ تا سر حد

تکمیل پیش رود. یونهای فلزات واسطه: تعیین گونه های جاذب مانند کاربرد دومضریب جذب مولی چندین ده مرتبه بزرگتر نسبت به گونه ی ترکیب نشده: عوامل کمپلکس ساز- واکنشگرهای معدنی : یون تیوسیانات برای آهن، کبالت و مولیبیدن؛ آنیون 1

هیدروژن پروکسید برای تیتان، وانادیم و کروم و ...- واکنشگرهای آلی : دی متیل گلی اکسیم برای نیکل برای نیکل، دی فنیل دی 2

تیوکاربازون برای سرب * واکنشگرهای آلی با کاتیونها کمپلکسهای پایدار و رنگی تشکیل می دهند.

( موارد کاربرد در گونه 1 د 14های ناجاذب

Applications to Nonabsorbing Species

Page 49: UV/Vis SPECTROSCOPY

49

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

اندازه گیری جذبی در طول موجی که پیک جذب

مشاهده شده.

:زیرا

- جذب به ازای واحد غلظت، در این نقطه بزرگترین 1

تغییرات را نشان می دهد.

.بنابراین حداک<<<<<ث<<<<ر حساسیت حاصل می شود

- منحنی جذب در این ناحیه مسطح است و انتظار می 2

رود که از قانون بیر تبعیت شود.

- کاهش خطای حاصل از عدم موفقیت در تکرار 3

نشانش طول موج در دستگاه

انتخاب طول موج

( جزئیات 2 د 14روش کار

Page 50: UV/Vis SPECTROSCOPY

50

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

* متغیرهای متدوالی که بر طیف جذبی یک گونه تاثیر می گذارند، عبارتند از :

ماهیت حاللpH محلولدماغلظتهای زیاد الکترولیتحضور اجسام تداخل کننده

بنابراین بایستی آثار این متغیرها معلوم شود تا اینکه جذب تحت تاثیر ایم متغیرهای قرار نگیرد.

متغیرهایی که بر جذب تاثیر می گذارند

( جزئیات 2 د 14روش کار

Page 51: UV/Vis SPECTROSCOPY

51

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

.تجزیه نورسنجیی صحیح به سل های با کیفیت باال نیاز دارداین سل ها باید به طور منظم در برابر یکدیگر درجه بندی شوند آشکار شود.خراش، خط افتادگی و فرسوده شدن تا هرگونه تفاوت حاصل از استفاده از فنون مناسب برای تمیزکردن و خشک کردن سل ها اهمیت فراوانی

دارد.:اریکسون و سورلز روشی برای تمیز کردن پنجره های خارجی سل پیشنهاد دادندo قبل از اندازه گیری، سطوح سل را با یک پارچه ی لنز آغشته به متانول )با خلوص

طیف بینی( تمیز کنید.o.پارچه را با گیره نگه داریدo.اجازه دهید متانول تبخیر شده و سطح سل را بدون آلودگی باقی بگذاردo این روش در مقایسه با روش متداول پاک کردن سطوح از ارزش زیادی برخوردار

است.o زیرا در روش متداول، استفاده از پارچه خشک لنز که پرز و فیلمهایی روی سل

باقی می گذارد.

تمیز کردن و کار با سل

( جزئیات 2 د 14روش کار

Page 52: UV/Vis SPECTROSCOPY

52

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

بعد از انتخاب شرایط الزم برای آنالیز، الزم است یک منحنی کالیبراسیون با استفادهاز محلولهای استاندار تهیه شود.

.ترکیب محلولهای استاندارد باید نزدیک به ترکیب کلی نمونه های واقعی باشد.این محلولهای استاندارد بایستی گستره غلظتی مناسبی از آنالیت را در بر گیرند.نباید با فرض پیروی از قانون بیر و تنها با یک محلول استاندارد آنالیز را انجام داد همچنین نباید به مقایر ضریب جذب مولی که در مقاالت گزارش شده است، استناد

کرد.:به طور ایده آل

استانداردهای کالیبراسیون، هم از نظر غلظت آنالیت و همچنین سایر گونه های *** موجود،به نمونه مورد آنالیز نزدیک باشد.

مثال: کاهش جذب کمپلکسهای رنگی یونهای فلزی به دلیل وجود آنیونهای سولفاتو فسفات ) تشکیل کمپلکس بی رنگ(

گونه که به مقادیر 2اثر ماتریس فسفات و سولفات را با وارد کردن مقادیری از این موجود در نمونه ها نزدیک است،حذف کرد.

.تهیه استاندارد برای مواد پیچیده مثل خاک، مواد معدنی و بافت بسیار مشکل است

تعیین رابطه بین جذب و غلظت

( جزئیات 2 د 14روش کار

Page 53: UV/Vis SPECTROSCOPY

53

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی

افزایش یک یا چند حجم از یک محلول استانداردبه حجمهای یکسان از نمونه

رساندن حجم محلول ها به مقدار ثابتجهت صرفه جویی در وقت و نمونه

Standard)روش افزایش استانداردAddition )

( جزئیات 2 د 14روش کار

Page 54: UV/Vis SPECTROSCOPY

54

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( جزئیات 2 د 14

روش کار Standard)روش افزایش استاندارد

Addition )

Page 55: UV/Vis SPECTROSCOPY

55

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( جزئیات 2 د 14

روش کار Standard)روش افزایش استاندارد

Addition )

Page 56: UV/Vis SPECTROSCOPY

56

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( جزئیات 2 د 14

روش کارتجزیه مخلوط اجسام جاذب

(Analysis of Mixture of Absorbing Substances)

جذب کل یک محلول در ی<<<ک طول موج معین، برابر است با مجموع جذب اجزایسازنده منفرد موجود در مخلوط

امکان تعیین کّمی اجزاء سازنده) حتی با وجود همپوشانی طیف ها( 13-9با رابطه،وجود دارد.

طیفهای 14-14شکل ، M و N .در هیچ طول موجی جذب منفرد مشاهده نمی شود ضریب مولی ) از استانداردهای منفرد4با بدست آوردن MوN یا شیب منحنی قانون

بیر( و جذب مخلوط و ضخامت سل.می توان غلظت اجزای سازنده را از دو معادله محاسبه کرد

Page 57: UV/Vis SPECTROSCOPY

57

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( جزئیات 2 د 14

روش کارتجزیه مخلوط اجسام جاذب

(Analysis of Mixture of Absorbing Substances)

:این روابط تنها هنگامی اعتبار دارند که- از قانون بیر پیروی شود.1- دو جزء سازنده به طور مستقل از یکدیگر رفتار کنند.2در طول موجهای انتخاب شده زیاد تفاوت در ضرایب جذب مولی - بزرگترین صحت : 3

باشد. گونه جاذب با یک اندازه گیری جذب دیگر2آنالیز مخلوط حاوی بیش از با اینکه عدم قطعیتها در داده های حاصل، با افزایش تعداد اندازه گیری افزایش می

یابد.،برخی طیف نورسنجهای کامپیوتری(Array-detector Spectrophotometer) عدم ،

قطعیت را کاهش می دهند.با استفاده از نقاط بیشتری از مجهولها.طیف های محلولهای استاندارد هر ج<<<زء برای آنالیز مورد نیاز است

Page 58: UV/Vis SPECTROSCOPY

58

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry

مشتق اول یا یک مرتبه باالتر جذب یا عبور نسبت به طول موج و سپس ترسیمطیف

:مزایا-این منحنیها اغلب آن جزئیات طیفی را به نمایش می گذارند که در طیف معمولی 1

مشخص نیست.-اندازه گیری غلظت آنالیت در حضور یک مزاحم را گاهی آسان تر و با صحت بیشتری 2

انجام می دهد.:معایب S/N -کاهش نسبت1 عاما محدود کننده ی جدی محسوب نمی UV/Vis در نواحیS/N با این وجود،مقدار•

شود.- گران قیمت بودن دستگاه2

مشتقی

Page 59: UV/Vis SPECTROSCOPY

59

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry

:روشهای بدست آوردن طیفهای مشتقی

- طیف نورسنجهای رقمی کنترل شده با پردازشگر: توسط فرایندهای آماری1

- طیف نورسنجهای قدیمی )آنالوگ( : توسط یک مدار تقویت کننده عملیاتی مناسب2

( Modulation Wavelength)- مدوله سازی طول موج3

Page 60: UV/Vis SPECTROSCOPY

60

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry.چند روش برای مدوله سازی طول موج وجود دارد

- فاصله ای چند نانومتری از طول موج به طور تکراری پیموده می شود و از شکاف 1

مونوکروماتور عبور می کند .

دامنه عالمتac حاصل از آشکارساز تقریب خوبی از مشتق طیف نسبت به طول

موج است. نوسان آینه، شکاف یا عنصر پاشنده تکفامساز ایجاد پیمایش تکراری و سریع با

وسایل مدوله سازی طول موج

Wavelength Modulation

Page 61: UV/Vis SPECTROSCOPY

61

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry- استفاده از سیستمهای پاشنده دوگانه )تجاری شده اند(2کمی دو باریکه با طول موج های ( 2تا1 متفاوتnm متناوباَ روی سل نمونه و )

ترانسدیوسر آن می افتد..هیچ باریکه ی مرجعی استفاده نمی شود 2سل مرجع نیز استفاده نمی شود و سلول نمونه متناوباَ در معرض تابش از

تکفامساز است.***یک طول موج با عبور متناوب تابش از سل مرجع و سل استاندارد

سل2 طول موج و 1یا سل 1طول موج و 2

وسایل مدوله سازی طول موج

Wavelength Modulation

Page 62: UV/Vis SPECTROSCOPY

62

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry

- شناسایی کیفی گونه ها زیرا جزئیات 1در طیف مشتقی،

طیفهای امکان تمایز بین ترکیبات با را میسر می کند.همپوشانی

پیک جذب همپوشانی 3آشکار شدن

16-14شده در شکل

کاربرد طیفهای مشتقی

Page 63: UV/Vis SPECTROSCOPY

63

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometryمحلولهای کدر گانه مشتقی :دستیابی به طیفهای آنالیت موجود در 2- کاربرد طول موج 2

جزئیات طیف را محو می کند.پراکندگی نور که مثال:

3 آمینواسید تریپتوفان، تیروسین و فنیل آالنین، به دلیل زنجیره های جانبی آروماتیک پیک جذبی تیزی دارند.

.اما این پیک تیز در طیف مواد پروتئینی مثا آلبومین گاوی یا تخم مرغی آشکار نیستند زیرا مولکولهای بزرگ پروتئین، تابش را به شدت پراکنده می کنند و حاصل یک پیک

مسطح است.

کاربرد طیفهای مشتقی

Page 64: UV/Vis SPECTROSCOPY

64

د ( تجزیه کّمی با اندازه 14گیریهای جذبی ( طیف نورسنجی با طول موج دوگانه 3 د 14

و مشتقیDerivative and Dual-Wavelength

Spectrophotometry

گانه مشتقی : برای آنالیز آنالیت در حضور یک تداخل طیفی2- کاربرد طول موج 3

طول موج که تداخل ضرایب جذب مشاهده شده، آنالیز 2دستگاه اسکن نمی کند و در

انجام می شود.

.آنالیت باید در یک طول موج جذب بیشتری داشته باشد

.تفاضل جذب، متناسب با غلظت آنالیت است

کاربرد طیفهای مشتقی

Page 65: UV/Vis SPECTROSCOPY

65

( منحنیهای 1 ه< 14تیتراسیون

( دستگاهوری2 ه< 14ه< ( تیتراسیون نورسنجی14

( کاربرد 3 ه< 14تیتراسیونهای نورسنجی

Page 66: UV/Vis SPECTROSCOPY

66

اندازه گیریهای نورسنجی و طیف نورسنجی می توانند برای تعیین نقطه هم ارزی یک

تیتراسیون به کار روند.

:مشروط بر اینکه

- آنالیت ، واکنشگر یا محصول تابش را جذب کنند.1

- شناساگر جاذب بتواند تغییر جذب برای تشخیص نقطه هم ارزی را در اختیار بگذارد.2

ه< ( تیتراسیون 14Photometric Titrationsنورسنجی

Page 67: UV/Vis SPECTROSCOPY

67

ه< ( تیتراسیون 14Photometric Titrationsنورسنجی

منحنی تیتراسیون، نموداری از جذب به صورت تابعی از حجم تیتران

است.

پاره خط مستقیم با شیبهای متفاوت2منحنی متشکل از

یکی در آغاز تیتراسیون و دیگری کامال بعد از نقطه هم ارزی

.محل تقاطع دو پاره خط مستقیم نقطه ی پایانی است

:برای بدست آوردن نقطه پایانی رضایتبخش- الزم است سیستم های جاذب از قانون بیر تبعیت کنند.1جذب های مشاهده شده - الزم است جذب برای تغییرات حجم تصحیح شود. 2

ضرب می شوند. V(/ V+v)در

( منحنیهای 1 ه< 14تیتراسیون

Page 68: UV/Vis SPECTROSCOPY

68

ه< ( تیتراسیون 14Photometric Titrationsنورسنجی

aآنالیت:ناجاذب - محصول : ناجاذب – تیترانت : جاذب )

bآنالیت:ناجاذب – محصول : جاذب - تیترانت : ناجاذب )

*** جذب مستقل از حجم تیترانت

( منحنیهای 1 ه< 14تیتراسیون

Page 69: UV/Vis SPECTROSCOPY

69

ه< ( تیتراسیون 14Photometric Titrationsنورسنجی

دستگاه به نحوی اصالح شده است تا قرارگرفتن ظرف تیتراسیون در مسیر نور ممکنباشد.

،یا از نور سنج نوع ردیابprobe-type cell.استفاده شود ، ،0پس از انتخاب طول موج و فیلتر مناسب %T.تنظیم می شود .تابش از آنالیت عبور می کند و جذب مناسب به دست می آید مقدیر جذب نسبی برای مشخص شدن نقطه پایانی کافیست و مقدار جذب واقعی

اندازه گیری نمی شود..توان منبع تابش و جواب ترانسدیوسر در طی تیتراسیون باید ثابت باشد معموال ظروف استوانه ای استفاده می شود،که ظرف بایستی ثابت بماند زیرا طول

مسیر تابش با تغییر محل ظرف ، تغییر می کند..هر دو نوع نورسنجهای صافی دار و طیف نورسنجها مورد استفاده قرار می گیرند اما بیشتر طیف نورسنجها به دلیل پهنای نوار باریکتر و احتمال بیشتر جهت پیروی از

قانون بیر، مورد استفاده قرار می گیرند.

( دستگاهوری2 ه< 14

Page 70: UV/Vis SPECTROSCOPY

70

ه< ( تیتراسیون 14 Photometric Titrationsنورسنجی

تیتراسیون نورسنجی در مقایسه با آنالیز نورسنجی مستقیم، نتایج صحیحتری دراختیار می گذارد.

.زیرا چندین داده در تعیین نقطه پایانی به کار گرفته شده است همچنین چون تغییرات جذب اندازه گیری می شود، وجود گونه های جاذب دیگر، ایجاد

تداخل نمی کند. می توان از محلولهای رقیقتر استفاده کرد، زیرا همانند سایر روشهای تعیین نقطه

پایانی، ثابت تعادل اهمیت زیادی ندارد.

زیرا جذب با تغییر حجم رفته ذفته تغییر می کند و در محل برخورد دو خط، نقطه

پایانی مشخص است.

:کاربرد - تیتراسیون اکسایش/کاهش1- اسید/باز )استفاده از شناساگر( در تیتراسیون خنثی شدن نورسنجی2 و سایر عوامل کمپلکس سازEDTA- کمپلکسومتری 3- تیتراسیون رسوبی 4

( کاربرد تیتراسیونهای 3 ه< 14نورسنجی

Page 71: UV/Vis SPECTROSCOPY

71

ه< ( تیتراسیون 14 Photometric Titrationsنورسنجی

754در طول موج nm- بیسموت و کمپلکس حاصل از آن جذب 1

ندارند.- کمپلکس مس جذب دارد.2- با افزایش تیترانت، جذب ثابت می 3

ماند.

( کاربرد تیتراسیونهای 3 ه< 14نورسنجی

1

2

3

Page 72: UV/Vis SPECTROSCOPY

72

( اثر نور صوتی1 و 14

و ( طیف بینی نورصو<تی 14

( طیفهای نورصوتی2 و 14

( دستگاهوری3 و14

( کاربردها4 و14

Page 73: UV/Vis SPECTROSCOPY

73

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

طیف بینی نورصوتی(PAS) ابداع شد.1970 در اوایل

جذبی روشی برای برست آوردن طیف UV،Vis وIR جامدات،نیم جامدات یا جامدات،نیم جامدات یا

در اختیار می گذارد.مایعات کدر مایعات کدر

با بازتابش نور بازتابش نور و پراگندگیپراگندگیبدست آوردن طیف ان نوع مواد، به دلیل

روشهای معمول غیرممکن یا مشکل است.

Page 74: UV/Vis SPECTROSCOPY

74

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

طیف بینی نورصوتی(PAS) .مبتنی بر اثر جذب نور است توسط الکساندر گراهام بل و دیگران بررسی شد.1880ابتدا در سال زمانیکه گاز در یک سلول بسته با باریکه ی بریده شده ی تابش با طول موجی که

گاز در آن جذب دارد تابش دهی می شود. تابش جذب شده توسط گاز، باعث گرم شدن گاز و در نتیجه افت و حیز فشار

محفظه می شود. در صورتی که سرعت برش در گستره ی فرکانس صوتی باشد، این تغییرات فشار

را با یک میکروفون می توان آشکار کرد.از ابتدای قرن بیستم برای آنالیز گازهای جاذب با اختراع لیزرهای زیرقرمز کوک پذیر به عنوان منبع، مجددا مورد اهمیت قرار

گرفت. کاربرد این تکنیک برای بدست آوردن طیف جذبی جامعات و مایعات اهمیت

بی<<<شتری دارد.

( اثر نور 1 و 14صوتی

Page 75: UV/Vis SPECTROSCOPY

75

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

در مطالعات نورصوتی جامدات، نمونه در یک سل بسته حاوی هوا یا گاز ناجاذب ویک میکروفون حساس قرار داده می شود.

سپس جامد با تابش با طول موج مشخصی )بریده شده توسط تکفامساز( تابشداده می شود.

.در صورتیکه تابش توسط جامد جذب شود، اثر نورصوتی خواهیم داشت.توان صوت حاصل به میزان جذب بستگی دارد مهمترین مشخصه روش: تابش بازتابیده یا پراکنده هیچ اثری بر میکروفون

ندارد،بنابراین تداخل نمی کند.عامل ایجاد اثر نورصوتی، در جامدات شبیه گازهاست.آسایش جامدات جاذب باعث جریان گرما از جامد به گاز می شودایجاد افت و خیز در فشار گاز و آشکارسازی آن توسط میکروفون

( طیفهای 2 و 14نورصوتی

Page 76: UV/Vis SPECTROSCOPY

76

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

.ابتدا طیف المپ و سپس طیف نمونه ثبت می شود.داده های المپ برای تصحیح خروجی از نمونه به کار می رود.بنابراین نباید انحرافی بین منبع و آشکارساز باشد.دستگاه های دو پرتوی مشکل انحراف را مرتفع می کنند این دستگاهها دو سل، یکی برای نمونه و دیگری حاوی ماده ی مرجع مانند کربن

بسیار ریز است.8 درصد باریکه به ترانسدیوسر پیروالکتریکی می رسد و باقیمانده از نمونه عبور

می کند.مقایسه خروجی نمونه و آشکارساز پیروالکتریکی تصحیح طول وموج و زمان و بدست آوردن طیف مناسب

( 3 و14دستگاهوری

Page 77: UV/Vis SPECTROSCOPY

77

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy ( 3 و14

دستگاهوری

Page 78: UV/Vis SPECTROSCOPY

78

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

- طیف نورصوتی خون، گلبول قرمز و هموگلبین طیفی واضح را ایجاد می کند.1.طیف بینی معمولی به دلیل پراکندگی نور توسط ترکیبات خون، رضایتبخش نیستامکان مطالعات طیف بینی خون بدون جداسازی مقدماتی این مولکولهای بزرگ- مطالعه کانیها؛ نیمرساناها؛ جلبک دریایی و بافت حیوانی؛ پوشش سطوح و 2

سطوح کاتالیزوری- اندازه گیری نورصوتی در ناحیه زیر قرمز، برای شناسایی کیفی جامدات3 مورد نیاز است.S/Nفنون تبدیل فوریه برای مقادیر مناسب •سلولهای نورصوتی به صورت وسایل فرعی در دستگاه های تبدیل فوریه موجودند.•

( کاربردها4 و14

Page 79: UV/Vis SPECTROSCOPY

79

Photoacoustic و ( طیف بینی نورصوتی14spectroscopy

در حالت محلول با طیف نور صوتی UV- مقایسه طیف جذبی 4* تشابه این دو، شناسایی سریع ترکیبات را ممکن می سازد.

( کاربردها4 و14

Page 80: UV/Vis SPECTROSCOPY

80

پایان