Phổ hấp thụ UV–Vis

Phổ hấp thụ UV–Vis đo sự suy giảm của ánh sáng tử ngoại hoặc khả kiến bởi một mẫu để định lượng các chất phân tích thông qua các chuyển đổi điện tử.

Definition

Phổ hấp thụ UV–Vis là một phương pháp phổ phân tử xác định nồng độ chất phân tích từ phần bức xạ tử ngoại hoặc khả kiến được hấp thụ trong quá trình chuyển đổi điện tử.

Scope

Chủ đề này bao gồm các thiết bị và thực hành đo độ hấp thụ phân tử trong khoảng từ 190 đến 800 nm: các nguồn liên tục và nguồn vạch, bộ đơn sắc và mảng quang điốt, máy quang phổ một chùm và hai chùm, và ứng dụng của định luật Beer–Lambert để xác định định lượng. Nó bao gồm các phương pháp đo màu trong đó phản ứng tạo màu làm cho một chất phân tích không hấp thụ trở nên có thể đo được.

Core questions

• Độ hấp thụ liên quan đến nồng độ như thế nào thông qua định luật Beer–Lambert?
• Những nhóm mang màu (chromophore) và chuyển đổi điện tử nào tạo ra sự hấp thụ UV–Vis?
• Thuốc thử tạo màu được sử dụng như thế nào để làm cho các chất phân tích không hấp thụ có thể phát hiện được?
• Những nguồn lỗi nào—ánh sáng lạc, sai lệch so với định luật Beer, nhiễu thiết bị—hạn chế độ chính xác?

Key theories

Định luật Beer–Lambert

Độ hấp thụ bằng tích của độ hấp thụ mol, chiều dài đường truyền và nồng độ, cho phép định lượng trực tiếp từ một phép đo duy nhất so với đường chuẩn; định luật này giả định bức xạ đơn sắc, dung dịch loãng và không có sai lệch hóa học hoặc thiết bị.

Mechanisms

Sự hấp thụ xảy ra khi một photon kích thích một electron từ một obitan phân tử trạng thái cơ bản lên một obitan năng lượng cao hơn; khoảng cách năng lượng xác định bước sóng hấp thụ, và độ hấp thụ mol phản ánh xác suất chuyển đổi. Một máy quang phổ đo tỷ lệ cường độ truyền qua so với cường độ tới, báo cáo nó dưới dạng độ truyền qua, và chuyển đổi nó theo logarit thành độ hấp thụ, tỷ lệ thuận với nồng độ trong khoảng tuyến tính.

Clinical relevance

Quang phổ kế UV–Vis là nền tảng của vô số xét nghiệm thường quy: định lượng protein và axit nucleic, các xét nghiệm hóa học lâm sàng enzyme, đo các loài hòa tan trong phân tích nước, và thử nghiệm định lượng và độ hòa tan dược phẩm.

History

Cơ sở định lượng của phương pháp này bắt nguồn từ công trình của Bouguer và Lambert về sự suy giảm ánh sáng vào thế kỷ 18 và chứng minh của Beer năm 1852 rằng sự hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ. Các máy quang phổ quang điện thực tế xuất hiện vào những năm 1940, và các thiết bị mảng điốt sau đó cho phép thu nhận phổ toàn diện nhanh chóng.

Key figures

• August Beer
• Pierre Bouguer
• Johann Heinrich Lambert

Seminal works

• skoog2017
• harris2020

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa độ truyền qua và độ hấp thụ là gì?

Độ truyền qua là phần ánh sáng tới đi qua mẫu; độ hấp thụ là logarit âm của độ truyền qua và tỷ lệ thuận với nồng độ, đó là lý do tại sao công việc định lượng sử dụng độ hấp thụ.

Tại sao phải đo mẫu trắng trong quang phổ UV–Vis?

Mẫu trắng chứa mọi thứ trừ chất phân tích để hiệu chỉnh sự hấp thụ và phản xạ của dung môi, cuvet và thuốc thử, do đó độ hấp thụ đo được chỉ phản ánh chất phân tích.