Kas ir ultravioletā spektroskopija?

Gaisma ir elektromagnētiskā starojuma veids – enerģija, kas pārvietojas viļņos. Šo starojuma veidu var raksturot, pamatojoties uz tā viļņa garumu. Šo viļņu garumu kopējais diapazons veido skalu, kas pazīstama kā elektromagnētiskais spektrs.

Redzamās gaismas viļņu garums ir no 400 līdz 750 nanometriem. Īsāki, augstāki enerģijas viļņu garumi, kas atrodas tieši ārpus redzamā spektra, no aptuveni 10 līdz 400 nanometriem, tiek klasificēti kā ultravioletie. Ultravioletā spektroskopija nosaka ķīmiskās vielas absorbciju tieši spektra ultravioletajā daļā.

Kad gaisma iziet cauri ķīmiskam šķīdumam, noteikts gaismas daudzums tiek absorbēts un noteikts daudzums tiek pārraidīts – tas iziet cauri bez absorbcijas. Gaismas daudzumu, ko absorbē savienojums, var izmērīt ar spektrofotometru, un to var izmantot, lai noteiktu šķīduma koncentrāciju. Augstāks absorbcijas līmenis norāda uz koncentrētāku šķīdumu.

Ķīmiskie savienojumi ne tikai absorbē gaismu, bet arī absorbē gaismu noteiktos viļņu garumos. Risinājums, kas izskatās zaļš, piemēram, pārraida zaļos redzamos viļņu garumus un absorbē sarkano un zilo krāsu. Ultravioletā spektroskopija var izmērīt absorbciju un caurlaidību ārpus redzamā spektra ultravioletā diapazonā.

Spektrofotometrs darbojas, virzot gaismas staru cauri kiveti vai caurspīdīgai caurulei, kurā ir parauga šķīdums. Ultravioletajā spektroskopijā kivetei jābūt izgatavotai no kvarca stikla, nevis plastmasas, jo plastmasa mēdz absorbēt ultravioleto gaismu. Detektors, kas atrodas kivetes otrā pusē, pārvērš ienākošo gaismu elektriskā strāvā, ko var nolasīt ierīces elektronika.

Divu staru ultravioletā starojuma redzamie spektrofotometri mēra gan ultravioletajā, gan redzamajā spektrā, izmantojot divas kivetes, no kurām vienā ir paraugs, bet otrā – standartšķīdums. Ir arī divi gaismas avoti: viens gaismas avots rada redzamo gaismu, bet otrs rada ultravioleto gaismu. Prizmas sastāvdaļa sadala ienākošo gaismu divos staros. Caur katru kiveti tiek padots viens stars, un detektors nolasa rezultātus.

Detektora informācija tiek izmantota, lai izveidotu grafiku, kas attēlo viļņa garumu pret absorbciju. Diagrammas maksimumi norāda viļņu garumus, kurus savienojums ļoti absorbēja. Tie arī kvantitatīvi parāda šķīduma kopējo absorbciju.