УФ-видимая абсорбционная спектроскопия

УФ-видимая абсорбционная спектроскопия измеряет ослабление ультрафиолетового или видимого света образцом для количественного определения аналитов посредством электронных переходов.

Definition

УФ-видимая абсорбционная спектроскопия — это молекулярный спектроскопический метод, который определяет концентрацию аналита по доле ультрафиолетового или видимого излучения, поглощенного во время электронных переходов.

Scope

Эта тема охватывает приборное оснащение и практику измерения молекулярного поглощения в диапазоне примерно от 190 до 800 нм: источники непрерывного и линейчатого излучения, монохроматоры и фотодиодные матрицы, одно- и двухлучевые спектрофотометры, а также применение закона Бугера–Ламберта–Бера для количественного определения. Она включает колориметрические методы, в которых реакция с образованием цвета делает неабсорбирующий аналит измеримым.

Core questions

• Как поглощение связано с концентрацией через закон Бугера–Ламберта–Бера?
• Какие хромофоры и электронные переходы вызывают УФ-видимое поглощение?
• Как колориметрические реагенты используются для обнаружения неабсорбирующих аналитов?
• Какие источники ошибок — рассеянный свет, отклонение от закона Бера, инструментальный шум — ограничивают точность?

Key theories

Закон Бугера–Ламберта–Бера

Поглощение равно произведению молярного коэффициента поглощения, длины оптического пути и концентрации, что позволяет проводить прямое количественное определение по одному измерению относительно калибровки; закон предполагает монохроматическое излучение, разбавленные растворы и отсутствие химических или инструментальных отклонений.

Mechanisms

Поглощение возникает, когда фотон переводит электрон из молекулярной орбитали основного состояния на орбиталь с более высокой энергией; энергетический зазор определяет поглощаемую длину волны, а молярный коэффициент поглощения отражает вероятность перехода. Спектрофотометр измеряет отношение прошедшей интенсивности к падающей, сообщает его как пропускание и логарифмически преобразует в поглощение, которое пропорционально концентрации в линейном диапазоне.

Clinical relevance

УФ-видимая спектрофотометрия лежит в основе бесчисленных рутинных анализов: количественное определение белков и нуклеиновых кислот, ферментативные клинико-химические тесты, измерение растворенных веществ при анализе воды, а также фармацевтический анализ и тестирование растворения.

History

Количественная основа метода восходит к работам Бугера и Ламберта по ослаблению света в XVIII веке и демонстрации Бера в 1852 году, что поглощение масштабируется с концентрацией. Практические фотоэлектрические спектрофотометры появились в 1940-х годах, а приборы с диодными матрицами позже позволили быстро получать полные спектры.

Key figures

• August Beer
• Pierre Bouguer
• Johann Heinrich Lambert

Seminal works

• skoog2017
• harris2020

Frequently asked questions

В чем разница между пропусканием и поглощением?

Пропускание — это доля падающего света, проходящего через образец; поглощение — это отрицательный логарифм пропускания, и оно прямо пропорционально концентрации, поэтому в количественной работе используется поглощение.

Почему в УФ-видимой спектроскопии измеряется холостой образец?

Холостой образец, содержащий все, кроме аналита, корректирует поглощение и отражение растворителем, кюветой и реагентами, так что измеренное поглощение отражает только аналит.