Question 1

ماذا يحدث عندما يمر الضوء عبر عينة في مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis)؟

Accepted Answer

عندما يمر الضوء عبر عينة ما، تمتص الجزيئات بعض الأطوال الموجية بينما ينفذ البعض الآخر. والنفاذية هي نسبة شدة الضوء النافذ إلى شدة الضوء الساقط. أما الامتصاصية، التي تُحسب وفق المعادلة A = -log(T)، فتشير إلى مقدار الضوء الذي امتصته العينة. ويشكل قياس الامتصاصية هذا الأساس لكل من تحديد هوية المركبات وتقدير تركيزاتها كمياً.

Question 2

كيف يربط قانون بير بين الامتصاصية وتركيز العينة؟

Accepted Answer

ينص قانون بير على أن الامتصاصية تساوي معامل الخمود المولي مضروباً في طول المسار والتركيز. ويعكس معامل الخمود المولي قدرة المركب على امتصاص الضوء عند طول موجي محدد. تبلغ مسافة طول المسار في الكيوفيتات القياسية 1 سم. وتتيح هذه العلاقة حساب تركيز العينة إذا كانت الامتصاصية معروفة، أو يمكن استخدام مبادئ وتطبيقات منحنيات المعايرة لتحديد التركيزات المجهولة.

Question 3

لماذا يمتلك كل جزيء طيف امتصاص فريداً؟

Accepted Answer

ينتج طيف الامتصاص الفريد لكل جزيء عن بنيته الكيميائية المتميزة، والتي تحدد فجوة النطاق (band gap)، وهي فرق الطاقة بين الحالة الأرضية والحالات المثارة. وعندما تتطابق طاقة الفوتون تماماً مع فجوة النطاق هذه، يمتص الجزيء الفوتون وينتقل إلى حالة طاقة أعلى. وتتمتع البنى الجزيئية المختلفة بفجوات نطاق متباينة، مما يؤدي إلى ظهور أنماط امتصاص مميزة عند أطوال موجية محددة.

Question 4

ما هي مكونات الجهاز التي تعمل على اختيار أطوال موجية محددة في مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis spectrophotometer)؟

Accepted Answer

يعمل الموحد اللوني (monochromator) على فصل الأطوال الموجية للضوء مكانيًا وتحديد موقع شق الخروج الذي ينبثق منه الطول الموجي المطلوب. وبدلاً من ذلك، يمكن استخدام المرشحات لاختيار أطوال موجية محددة. وتستخدم معظم أجهزة قياس الطيف الضوئي مصباح ديوتيريوم للنطاق فوق البنفسجي (170-375 نانومتر) ومصباحًا سلكيًا من التنجستن للنطاق المرئي (350-2,500 نانومتر). ويمكن للموحد اللوني إجراء مسح عبر نطاقات الأطوال الموجية لإنتاج أطياف امتصاص كاملة.

Question 5

كيف يتم تحضير العينة والمحلول المرجعي (البلانك) لقياس الطيف فوق البنفسجي والمرئي (UV-Vis)؟

Accepted Answer

أولاً، قم بتحضير عينة فارغة (blank) عن طريق ملء كوفيت نظيفة بمذيب العينة ومسح الجزء الخارجي بورق خالٍ من الوبر. ضع الكوفيت في جهاز المطياف الضوئي بحيث تكون الجوانب ذات الأخاديد خارج مسار الشعاع، ثم أحكم غلق الغطاء. قم بقياس وتسجيل امتصاص العينة الفارغة. بعد ذلك، اشطف الكوفيت مرتين باستخدام العينة، ثم املأها بنسبة ثلاثة أرباعها تقريباً، وامسحها جيداً، وقس امتصاص العينة عند نفس الطول الموجي. اطرح قيمة قياس العينة الفارغة من قيمة قياس العينة.

Question 6

كيف يمكن لمطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis) قياس حركية التفاعل؟

Accepted Answer

تُقاس حركية التفاعل عن طريق أخذ قياسات متكررة للامتصاصية في الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis) عند الحد الأقصى للامتصاصية بمرور الوقت. سجل قراءة الامتصاصية الأولية قبل بدء التفاعل، ثم قم بقياس الامتصاصية على فترات زمنية منتظمة بعد إضافة الكاشف والمزج. ومع تقدم التفاعل، تعكس التغيرات في الامتصاصية التغيرات في تركيز المركب، مما يتيح لك تتبع تقدم التفاعل وتحديد وقت اكتماله.

Question 7

ما هي التطبيقات المختبرية الشائعة لمطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis)؟

Accepted Answer

يُستخدم مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis) في تقدير كمية البروتينات باستخدام مقايسات برادفورد (Bradford assays) مع صبغة كوماسي الزرقاء عند طول موجي 595 نانومتر، أو عبر قياس الامتصاص المباشر للبروتين عند 280 نانومتر. كما يقيس كثافة الخلايا البكتيرية من خلال الكثافة الضوئية عند 600 نانومتر، حيث تشير قيمة OD600 البالغة 1 إلى وجود 8 × 10⁸ خلية تقريباً لكل ملليلتر. وبالإضافة إلى ذلك، يُستخدم في تقدير كمية الملوثات البيئية مثل أكاسيد النيتروجين عن طريق قياس معقدات صبغة الآزو الملونة. وتُظهر هذه التطبيقات تعدد استخدامات مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية في المجالات البيولوجية والبيئية والتحليلية.

التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية المرئية (UV-Vis) - اختبار تقييم