La spectroscopie Het is een techniek die in verschillende takken van de wetenschap wordt gebruikt om de interactie tussen elektromagnetische straling en materie te bestuderen. Het is gebaseerd op de gedetailleerde analyse van licht of andere vormen van elektromagnetische straling, waarbij deze worden opgesplitst in hun individuele componenten en de specifieke kenmerken van elk ervan worden onderzocht.
In dit artikel gaan we u vertellen wat spectroscopie is, de kenmerken en het belang ervan.
Wat is spectroscopie
In simpele termen, we kunnen licht begrijpen als een combinatie van verschillende kleuren of golflengten. Met spectroscopie kunnen we licht breken in zijn spectrum, dat varieert van kortere golflengten, zoals röntgenstralen en gammastralen, tot langere golflengten, zoals microgolven en radiogolven. Elk van deze gebieden van het elektromagnetische spectrum heeft verschillende eigenschappen en gedragingen.
Spectroscopie wordt in veel wetenschappelijke disciplines gebruikt, zoals onder andere natuurkunde, scheikunde, astronomie en biologie. Het geeft cruciale informatie over de samenstelling, structuur en eigenschappen van materie. Door het spectrum van straling te bestuderen dat wordt uitgezonden, geabsorbeerd of verstrooid door een stof, kunnen we informatie verkrijgen over de atomen, moleculen of deeltjes waaruit die stof bestaat.
Er zijn verschillende technieken van spectroscopie, die elk worden gebruikt om verschillende soorten elektromagnetische straling te analyseren en verschillende doelen te bereiken. Enkele veelgebruikte technieken zijn onder meer absorptiespectroscopie, emissiespectroscopie, fluorescentiespectroscopie en nucleaire magnetische resonantiespectroscopie, om er maar een paar te noemen.
soorten spectroscopie
Spectroscopie wordt gebruikt om de eigenschappen van chemicaliën te begrijpen door de hoeveelheid licht die ze absorberen te analyseren. Dit helpt ons te bepalen wat de samenstelling van de stof is. We hebben verschillende soorten spectroscopie, afhankelijk van waar we het voor gebruiken. Dit zijn de bekendste:
- massa spectroscopie
- Atoomabsorptiespectroscopie.
- Raman-spectroscopie
- infrarood spectrosopie
Massaspectrometrie (of atomaire massaspectrometrie) is een methode die wordt gebruikt om de atomaire massa van atomen of moleculen in een monster te bepalen door chemicaliën te ioniseren en de ionen te classificeren op basis van hun verhouding, massa of lading.
De meeste massaspectrometers gebruiken een techniek die elektronenimpactionisatie wordt genoemd. Deze techniek gebruikt een elektronenbundel om een elektron (of elektronen) uit een molecuul te verwijderen, waardoor een radicaal kation wordt gevormd. Dergelijke radicale kationen zijn ook bekend als moederionen of moleculaire ionen.
Een grafiek laten zien de intensiteit van het detectorsignaal versus de atoommassa van de ionen wordt het massaspectrum genoemd. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met hetzelfde aantal protonen (atoomnummer) maar verschillende massagetallen (verschillend aantal neutronen).
atoomabsorptiespectroscopie
Atoomabsorptiespectroscopie is het proces waarbij het zichtbare of ultraviolette spectrum wordt geanalyseerd om het chemische licht dat wordt uitgezonden door gasvormige atomen kwantitatief te bepalen. Dit is het proces dat in de chemie wordt gebruikt om de concentratie van een analyt te bepalen, wat een specifiek element in een monster is.
Laten we nu eens kijken hoe atoomabsorptiespectroscopie werkt. De techniek is gebaseerd op de wet van Beer-Lambert, die de absorptie van licht door een element relateert en relateert aan de eigenschappen van een bepaald element. Elektronen kunnen naar hogere energieniveaus gaan omdat ze energie absorberen. Dit komt op zijn beurt overeen met licht met specifieke golflengten, waardoor we kunnen weten welke elementen zich in het monster bevinden, aangezien elke golflengte overeenkomt met een specifiek element.
Raman-spectroscopie
Raman-spectroscopie is een techniek die wordt gebruikt om de interactie tussen licht en materie te analyseren. Deze techniek is gebaseerd op het Raman-effect, ontdekt door de Indiase wetenschapper CV Raman in 1928, waarbij de energie van licht verandert wanneer het in wisselwerking staat met een monster.
Wanneer licht op een monster valt, wordt een deel van het licht verstrooid en verandert de energie ervan. Deze verandering in energie is het gevolg van de interactie van fotonen van licht met de moleculen van het monster. Sommige fotonen krijgen energie, terwijl andere het verliezen. Deze verstrooiing van licht wordt Raman-verstrooiing genoemd en het verstrooide licht staat bekend als Raman-licht.
Raman-spectroscopie maakt gebruik van dit fenomeen om informatie te verkrijgen over de samenstelling en moleculaire structuur van een monster. Verstrooid Raman-licht heeft een iets andere golflengte dan invallend licht., en dit verschil staat bekend als de Raman-verschuiving. De Raman-verschuiving geeft informatie over de moleculaire trillingen en rotatiemodi van de moleculen in het monster.
Om het uit te voeren, wordt een instrument gebruikt dat een Raman-spectrometer wordt genoemd. Dit instrument bestaat uit een krachtige laser die monochromatisch licht uitzendt, dat op het monster wordt gericht. Wanneer het licht van de laser interageert met de moleculen in het monster, treedt Raman-verstrooiing op. Het verstrooide Raman-licht wordt opgevangen en naar een detector geleid, die de intensiteit van het licht registreert als functie van de golflengte.
infrarood spectrosopie
Infraroodspectroscopie is een analytische techniek die wordt gebruikt om functionele groepen in organische moleculen te identificeren. Er zijn twee soorten spectrometers die worden gebruikt bij infraroodspectroscopie: dispersieve infraroodstralingsspectrometers en Fourier-transformatie infraroodstralingsspectrometers.
Tijdens het proces van infraroodspectroscopie worden de volgende stappen uitgevoerd:
- Een stralingsbundel gaat door het monster.
- Een monster in een spectrometer absorbeert infraroodstraling.
- Zodra de absorptie is gedetecteerd en geanalyseerd, wordt het absorptiespectrum afgedrukt of weergegeven op een computer.
Alle organische verbindingen absorberen infraroodstraling op verschillende golflengten door bindingen tussen moleculen. Wanneer atomen paren, trillen ze constant. Wanneer organische moleculen infraroodstraling absorberen, de bindingen tussen de verschillende atomen trillen meer. Hierdoor trillen de covalente bindingen in de moleculen ook en worden ze gedwongen uit te rekken, te buigen of te draaien. Alle moleculen trillen op een bepaalde frequentie. Elke binding binnen een molecuul heeft een unieke natuurlijke trillingsfrequentie.
Ik hoop dat u met deze informatie meer kunt leren over spectroscopie en de kenmerken ervan.