spektroskopia UV Vis (cz. 2)
spektroskopia UV-Vis dlaczego? wiele związków organicznych posiada chromofory, które absorbują w zakresie UV duża czułość: zastosowanie w badaniach kinetyki reakcji spektroskop UV-Vis: podstawowym detektorem w LC (HPLC) możliwość weryfikacji widma (peak homogeneity)
jeśli badany roztwór pochłonie 90% promieniowania o danej długości fali, to jego transmitancja przy tej długości fali wynosi 10%, zaś absorbancja będzie wynosić lg(100/10)=1.
spektroskopia UV Vis górna granica pracy spektrofotometrów pozwala na oznaczanie do wartości absorbancji równej 2, tzn: aparat jest w stanie mierzyć natężenia promieniowania 100-krotnie słabszego niż wychodzące ze źródła. Absorbancja równa 3, jako górna granica możliwości aparatu, oznacza już możliwość pomiaru promieniowania osłabionego 1000-krotnie!
spektroskopia UV Vis A = e c l gdzie: e - molowy współczynnik absorpcji, równy liczbowo absorbancji, która wystąpiłaby, gdybyśmy mierzyli w danych warunkach roztwór o stężeniu 1 mol/dm 3 przy grubości warstwy równej 1 cm; c - stężenie mierzonego roztworu w mol/dm 3 ; l - grubość warstwy roztworu w cm.
spektroskopia UV Vis Jeśli przy pomocy wzorców o znanych stężeniach obliczymy wartość molowego współczynnika e, to później znajdując dla nieznanego stężenia tej samej substancji, w tych samych warunkach, wartość absorbancji możemy na podstawie wzoru Lamberta-Beera obliczyć stężenie tej substancji.
spektroskopia UV Vis ε = f(λ) ε f(c) ε ~ A
spektroskopia UV Vis Przedział pomiarowy: ε zawiera się w przedziale od 0 do 10 5 gdy ε < 10 3 pasmo uważa się jako mało intensywne
Przejścia elektronowe Energia wzbudzenia rzędu 2-6 ev
Przejścia elektronowe przejścia σ σ * oraz σ π *: wysokoenergetyczne, możliwe do zaobserowania w próżni (λ max < 150 nm). przy λ < 200 nm: absorpcja powietrza oraz kuwet kwarcowych
Przejścia elektronowe n σ * λ = 150 250 nm słabe pasma absorbcyjne; niewiele związków absorbuje energię w zakresie UV/Vis podczas przejść n σ *
Przejścia elektronowe n π * oraz π π * większość widm UV/Vis: 200 600 nm π π * bardziej intensywne niż n π * wolne pary elektronowe, wiązania podwójne (nienasycone)
Przejścia elektronowe wzbudzenie elektronu wymaga, żeby fotony powodujące wzbudzenie odpowiadały energii przejścia elektronu ze stanu podstawowego do wzbudzonego 1 foton (λ=300 nm) to około 95 kcal/mol
spektroskopia UV Vis Widmo UV jest zapisem pochłaniania energii promienistej przez badaną substancję, a dokładniej jej chromofor (lub chromofory). chromofor część cząsteczki, która jest bezpośrednio odpowiedzialna za absorpcje promieniowania (w obrębie której zachodzi zjawisko pochłonięcia energii).
spektroskopia UV Vis Widmo UV: A=f(λ) lub ε=f(λ)
spektroskopia UV Vis Ze względu na różnorakie zmiany energetyczne zachodzące w pozostałej części cząsteczki (np. zmiany energii oscylacji, które możemy obserwować podczerwieni - IR) wielkości kwantów dla poszczególnych cząsteczek nieco różnią się między sobą. Powoduje to w efekcie rozmycie pasma i zamianę pojedynczej linii (powstałej w wyniku przejścia elektronowego) na szerokie pasmo
spektroskopia UV Vis C h r o mo f o r: Najczęściej są to pierścienie aromatyczne (aromatyczny sekstet elektronów), wiązania wielokrotne (ich część - wiązania typu π), zarówno między atomami węgla jak i inne, np. grupy karbonylowej C=O.
spektroskopia UV Vis Auksochrom - różne grupy funkcyjne w cząsteczce, które choć same nie pochłaniają energii z zakresu UV, lecz swoją elektroujemnością wpływają na energię chromoforu (np.: grupa aminowa i hydroksylowa). Grupy bywają auksochromami wtedy, gdy są tak powiązane z chromoforem, że są w stanie wpływać na jego energię.
spektroskopia UV Vis Jeżeli do cząsteczki benzenu przyłączymy grup aminową (otrzymamy anilinę, fenyloaminę) to jej widmo UV będzie miało maksimum przy innej długości fali niż benzen
wpływ grupy auksochromowej na widmo
wpływ grupy auksochromowej na widmo
spektroskopia UV Vis
spektroskopia UV Vis Przesunięcia absorpcyjne w kierunku dłuższych długości fali batochromowe w kierunku krótszych długości fali hipsochromowe powodujące zwiększenie absorbcjii hiperchromowe powodujące zmniejszenie absorbcjii hipochromowe
wpływ rozpuszczalnika na widmo przesunięcia λ niewielkie; zmiany intensywności: 2-3 x
typowe widmo związku organicznego maksima absorpcji przy λ = 510, 527, 550 nm (3,4-dihydro-1,2,4- triazyna)
spektroskopia UV-Vis: praktyczne aspekty metrologiczne które związki posiadają widmo UV? nienasycone które związki posiadają widmo Vis? barwne większość związków absorbuje w niższych zakresach UV możliwości dobrania rozpuszczalnika uniemożliwia przeprowadzenie pomiarów ε dla poszczególnych związków można znaleźć w tablicach rozpuszczalnik stosowany w pomiarach powinien być wysokiej czystości istnieją biblioteki widm UV związków
spektroskopia UV-Vis: praktyczne aspekty metrologiczne związki o podobnej budowie mają podobne zakresy absorpcji O O O λ max = 238, 305 nm λ max = 240, 311 nm λ max = 173, 192 nm
HPLC-UV/Vis HPLC pompa faza ruchoma pętla zawór 6-drożny kolumna do HPLC detektor UV-Vis strzykawka odbiornik f. ruchomej
UV-Vis - podsumowanie
UV-Vis - podsumowanie