La spektroskopi Ia adalah teknik yang digunakan dalam pelbagai cabang sains untuk mengkaji interaksi antara sinaran elektromagnet dan jirim. Ia adalah berdasarkan analisis terperinci cahaya atau bentuk sinaran elektromagnet lain, memecahkannya kepada komponen masing-masing dan memeriksa ciri khusus setiap satu.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda apa itu spektroskopi, ciri-ciri dan kepentingannya.
Apa itu spektroskopi
Secara sederhana, kita boleh memahami cahaya sebagai gabungan warna atau panjang gelombang yang berbeza. Spektroskopi membolehkan kita memecahkan cahaya ke dalam spektrumnya, yang terdiri daripada panjang gelombang yang lebih pendek, seperti sinar-X dan sinar gamma, kepada panjang gelombang yang lebih panjang, seperti gelombang mikro dan gelombang radio. Setiap kawasan spektrum elektromagnet ini mempunyai sifat dan tingkah laku yang berbeza.
Spektroskopi digunakan dalam banyak disiplin saintifik, seperti fizik, kimia, astronomi, dan biologi, antara lain. Ia memberikan maklumat penting tentang komposisi, struktur dan sifat jirim. Dengan mengkaji spektrum sinaran yang dipancarkan, diserap atau diserakkan oleh bahan, kita boleh mendapatkan maklumat tentang atom, molekul atau zarah yang membentuk bahan tersebut.
Terdapat pelbagai teknik spektroskopi, setiap satunya digunakan untuk menganalisis pelbagai jenis sinaran elektromagnet dan mencapai matlamat yang berbeza. Beberapa teknik biasa termasuk spektroskopi serapan, spektroskopi pelepasan, spektroskopi pendarfluor, dan spektroskopi resonans magnet nuklear, untuk menamakan beberapa.
jenis spektroskopi
Spektroskopi digunakan untuk memahami sifat bahan kimia dengan menganalisis jumlah cahaya yang diserapnya. ini membantu kita menentukan komposisi bahan tersebut. Kami mempunyai beberapa jenis spektroskopi, bergantung pada apa yang kami gunakan untuknya. Ini adalah yang paling terkenal:
- spektroskopi jisim
- Spektroskopi penyerapan atom.
- Spektroskopi Raman
- spektroskopi inframerah
Spektrometri jisim (atau spektrometri jisim atom) ialah kaedah yang digunakan untuk menentukan jisim atom atom atau molekul dalam sampel dengan mengion bahan kimia dan mengelaskan ion berdasarkan nisbah, jisim atau casnya.
Kebanyakan spektrometer jisim menggunakan teknik yang dipanggil pengionan hentaman elektron. Teknik ini menggunakan pancaran elektron untuk mengeluarkan elektron (atau elektron) daripada molekul, membentuk kation radikal. Kation radikal tersebut juga dikenali sebagai ion induk atau ion molekul.
Satu graf yang menunjukkan keamatan isyarat pengesan berbanding jisim atom ion dipanggil spektrum jisim. Isotop ialah atom unsur yang sama yang mempunyai bilangan proton (nombor atom) yang sama tetapi nombor jisim yang berbeza (bilangan neutron yang berbeza).
spektroskopi serapan atom
Spektroskopi serapan atom ialah proses menganalisis spektrum yang kelihatan atau ultraungu untuk menentukan secara kuantitatif cahaya kimia yang dipancarkan oleh atom gas. Ini adalah proses yang digunakan dalam kimia untuk menentukan kepekatan analit, yang merupakan unsur khusus dalam sampel.
Sekarang mari kita lihat bagaimana spektroskopi serapan atom berfungsi. Teknik ini berdasarkan undang-undang Beer-Lambert, yang mengaitkan penyerapan cahaya oleh unsur dan mengaitkannya dengan sifat unsur tertentu. Elektron boleh bergerak ke tahap tenaga yang lebih tinggi kerana ia menyerap tenaga. Ini, pada gilirannya, sepadan dengan cahaya dengan panjang gelombang tertentu, dengan itu kita dapat mengetahui unsur-unsur apa yang ada dalam sampel, kerana setiap panjang gelombang sepadan dengan unsur tertentu.
Spektroskopi Raman
Spektroskopi Raman adalah teknik yang digunakan untuk menganalisis interaksi antara cahaya dan jirim. Teknik ini berdasarkan kesan Raman, yang ditemui oleh saintis India CV Raman pada tahun 1928, yang melibatkan perubahan tenaga cahaya apabila ia berinteraksi dengan sampel.
Apabila cahaya jatuh pada sampel, sebahagian cahaya bertaburan dan tenaganya berubah. Perubahan tenaga ini adalah disebabkan oleh interaksi foton cahaya dengan molekul sampel. Sesetengah foton mendapat tenaga, manakala yang lain kehilangannya. Penyerakan cahaya ini dipanggil hamburan Raman, dan cahaya yang tersebar dikenali sebagai cahaya Raman.
Spektroskopi Raman mengambil kesempatan daripada fenomena ini untuk mendapatkan maklumat tentang komposisi dan struktur molekul sampel. Cahaya Raman bertaburan mempunyai panjang gelombang yang berbeza sedikit daripada cahaya kejadian., dan perbezaan ini dikenali sebagai anjakan Raman. Anjakan Raman memberikan maklumat tentang getaran molekul dan mod putaran molekul dalam sampel.
Untuk melaksanakannya, alat yang dipanggil spektrometer Raman digunakan. Instrumen ini terdiri daripada laser berkuasa tinggi yang memancarkan cahaya monokromatik, yang dihalakan ke arah sampel. Apabila cahaya dari laser berinteraksi dengan molekul dalam sampel, penyerakan Raman berlaku. Cahaya Raman yang bertaburan dikumpulkan dan diarahkan ke arah pengesan, yang merekodkan keamatan cahaya sebagai fungsi panjang gelombangnya.
spektroskopi inframerah
Spektroskopi inframerah ialah teknik analisis yang digunakan untuk mengenal pasti kumpulan berfungsi dalam molekul organik. Terdapat dua jenis spektrometer yang digunakan dalam spektroskopi inframerah: spektrometer sinaran inframerah penyebaran dan spektrometer sinaran inframerah transformasi Fourier.
Semasa proses spektroskopi inframerah, langkah-langkah berikut dijalankan:
- Pancaran sinaran melalui sampel.
- Sampel dalam spektrometer menyerap sinaran inframerah.
- Setelah penyerapan dikesan dan dianalisis, spektrum penyerapan dicetak atau dipaparkan pada komputer.
Semua sebatian organik menyerap sinaran inframerah pada panjang gelombang yang berbeza melalui ikatan antara molekul. Apabila atom berpasangan, ia sentiasa bergetar. Apabila molekul organik menyerap sinaran inframerah, ikatan antara atom yang berbeza lebih bergetar. Oleh kerana itu, ikatan kovalen dalam molekul juga bergetar dan terpaksa meregang, membengkok, atau memutar. Semua molekul bergetar pada frekuensi tertentu. Setiap ikatan dalam molekul mempunyai frekuensi getaran semula jadi yang unik.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut mengenai spektroskopi dan ciri-cirinya.