La spektroskopija To je tehnika koja se koristi u raznim granama znanosti za proučavanje interakcije između elektromagnetskog zračenja i materije. Temelji se na detaljnoj analizi svjetlosti ili drugih oblika elektromagnetskog zračenja, rastavljajući ih na pojedinačne komponente i ispitujući specifične karakteristike svake od njih.
U ovom članku ćemo vam reći što je spektroskopija, njene karakteristike i važnost.
Što je spektroskopija
Jednostavno rečeno, svjetlost možemo shvatiti kao kombinaciju različitih boja ili valnih duljina. Spektroskopija nam omogućuje razbijanje svjetlosti u njen spektar, koji se proteže od kraćih valnih duljina, poput X-zraka i gama zraka, do duljih valnih duljina, poput mikrovalova i radiovalova. Svako od ovih područja elektromagnetskog spektra ima različita svojstva i ponašanja.
Spektroskopija se koristi u mnogim znanstvenim disciplinama, kao što su fizika, kemija, astronomija i biologija, među ostalima. Pruža ključne informacije o sastavu, strukturi i svojstvima tvari. Proučavanjem spektra zračenja koje neka tvar emitira, apsorbira ili raspršuje, možemo dobiti informacije o atomima, molekulama ili česticama koje čine tu tvar.
Postoje različite tehnike spektroskopije, od kojih se svaki koristi za analizu različitih vrsta elektromagnetskog zračenja i postizanje različitih ciljeva. Neke uobičajene tehnike uključuju apsorpcijsku spektroskopiju, emisijsku spektroskopiju, fluorescentnu spektroskopiju i spektroskopiju nuklearne magnetske rezonancije, da spomenemo samo neke.
vrste spektroskopije
Spektroskopija se koristi za razumijevanje svojstava kemikalija analizom količine svjetlosti koju apsorbiraju. Ovaj pomaže nam odrediti kakav je sastav tvari. Imamo nekoliko vrsta spektroskopije, ovisno o tome za što je koristimo. Ovo su najpoznatiji:
- masena spektroskopija
- Atomska apsorpcijska spektroskopija.
- Ramanova spektroskopija
- infracrvena spektroskopija
Masena spektrometrija (ili atomska masena spektrometrija) je metoda koja se koristi za određivanje atomske mase atoma ili molekula u uzorku ionizirajućim kemikalijama i klasificiranjem iona na temelju njihovog omjera, mase ili naboja.
Većina masenih spektrometara koristi tehniku koja se naziva ionizacija udarom elektrona. Ova tehnika koristi snop elektrona za uklanjanje elektrona (ili elektrona) iz molekule, tvoreći kation radikala. Takvi radikalni kationi također su poznati kao matični ioni ili molekularni ioni.
Grafikon koji prikazuje intenzitet signala detektora u odnosu na atomsku masu iona naziva se maseni spektar. Izotopi su atomi istog elementa koji imaju isti broj protona (atomski broj), ali različite masene brojeve (različiti broj neutrona).
atomska apsorpcijska spektroskopija
Atomska apsorpcijska spektroskopija je proces analize vidljivog ili ultraljubičastog spektra za kvantitativno određivanje kemijske svjetlosti koju emitiraju plinoviti atomi. Ovo je proces koji se koristi u kemiji za određivanje koncentracije analita, koji je specifičan element u uzorku.
Sada da vidimo kako radi atomska apsorpcijska spektroskopija. Tehnika se temelji na Beer-Lambertovom zakonu, koji povezuje apsorpciju svjetlosti od strane elementa i povezuje je sa svojstvima određenog elementa. Elektroni se mogu pomaknuti na više energetske razine jer apsorbiraju energiju. To pak odgovara svjetlosti s određenim valnim duljinama, zahvaljujući čemu možemo znati koji su elementi u uzorku, budući da svaka valna duljina odgovara određenom elementu.
Ramanova spektroskopija
Ramanova spektroskopija je tehnika koja se koristi za analizu interakcije između svjetlosti i materije. Ova tehnika se temelji na Raman efektu, koji je otkrio indijski znanstvenik CV Raman 1928. što uključuje promjenu energije svjetlosti kada ona stupa u interakciju s uzorkom.
Kada svjetlost padne na uzorak, dio svjetlosti se rasprši i njena se energija promijeni. Ova promjena energije je posljedica interakcije fotona svjetlosti s molekulama uzorka. Neki fotoni dobivaju energiju, dok je drugi gube. Ovo raspršenje svjetlosti naziva se Ramanovo raspršenje, a raspršena svjetlost poznata je kao Ramanova svjetlost.
Ramanova spektroskopija iskorištava ovaj fenomen za dobivanje informacija o sastavu i molekularnoj strukturi uzorka. Raspršena Ramanova svjetlost ima nešto drugačiju valnu duljinu od upadne svjetlosti., a ta je razlika poznata kao Ramanov pomak. Ramanov pomak pruža informacije o molekularnim vibracijama i načinima rotacije molekula u uzorku.
Za to se koristi instrument nazvan Ramanov spektrometar. Ovaj instrument sastoji se od lasera velike snage koji emitira monokromatsku svjetlost, koja je usmjerena prema uzorku. Kada svjetlost lasera stupi u interakciju s molekulama u uzorku, dolazi do Ramanovog raspršenja. Raspršena Ramanova svjetlost skuplja se i usmjerava prema detektoru koji bilježi intenzitet svjetlosti kao funkciju njezine valne duljine.
infracrvena spektroskopija
Infracrvena spektroskopija je analitička tehnika koja se koristi za identifikaciju funkcionalnih skupina u organskim molekulama. Postoje dvije vrste spektrometara koji se koriste u infracrvenoj spektroskopiji: disperzivni spektrometri infracrvenog zračenja i spektrometri infracrvenog zračenja s Fourierovom transformacijom.
Tijekom procesa infracrvene spektroskopije provode se sljedeći koraci:
- Snop zračenja prolazi kroz uzorak.
- Uzorak u spektrometru apsorbira infracrveno zračenje.
- Nakon što je apsorpcija detektirana i analizirana, apsorpcijski spektar se ispisuje ili prikazuje na računalu.
Svi organski spojevi apsorbiraju infracrveno zračenje na različitim valnim duljinama kroz veze između molekula. Kada se atomi uparuju, oni neprestano vibriraju. Kada organske molekule apsorbiraju infracrveno zračenje, veze između različitih atoma više vibriraju. Zbog toga kovalentne veze u molekulama također vibriraju i prisiljene su rastezati se, savijati ili uvijati. Sve molekule vibriraju na određenoj frekvenciji. Svaka veza unutar molekule ima jedinstvenu prirodnu frekvenciju vibracije.
Nadam se da ćete s ovim informacijama moći naučiti više o spektroskopiji i njezinim karakteristikama.