Question 1

מה קורה כאשר אור עובר דרך דגימה בספקטרוסקופיית UV-Vis?

Accepted Answer

כאשר אור עובר דרך דגימה, אורכי גל מסוימים נספגים על ידי מולקולות בעוד שאחרים מועברים. תמסירות (Transmission) היא היחס בין עוצמת האור המועבר לעוצמת האור הפוגע. הבליעה (Absorbance), המחושבת כ-A = -log(T), מעידה על כמות האור שנספגה על ידי הדגימה. מדידת בליעה זו מהווה את הבסיס הן לזיהוי תרכובות והן לכימות ריכוזיהן.

Question 2

כיצד חוק ביר מקשר בין בליעה לבין ריכוז הדגימה?

Accepted Answer

חוק ביר קובע כי הבליעה שווה למקדם הבליעה המולרי כפול אורך המסלול והריכוז. מקדם הבליעה המולרי משקף את יכולתו של תרכובת לספוג אור באורך גל ספציפי. לקובטות סטנדרטיות יש אורך מסלול של 1 ס"מ. קשר זה מאפשר לחשב את ריכוז הדגימה אם מקדם הבליעה ידוע, או שניתן להשתמש בעקרונות וביישומים של עקומות כיול כדי לקבוע ריכוזים לא ידועים.

Question 3

מדוע לכל מולקולה יש ספקטרום בליעה ייחודי?

Accepted Answer

ספקטרום הבליעה הייחודי של כל מולקולה נובע ממבנה הכימי המובחן שלה, הקובע את פער הפס (band gap) – הפרש האנרגיה בין מצב היסוד למצבי העירור. כאשר אנרגייתו של פוטון תואמת בדיוק לפער פס זה, המולקולה בולעת אותו ועוברת למצב אנרגיה גבוה יותר. למבנים מולקולריים שונים יש פער פס שונה, מה שיוצר דפוסי בליעה מאפיינים באורכי גל ספציפיים.

Question 4

אילו רכיבי ציוד בוחרים אורכי גל ספציפיים בספקטרופוטומטר UV-Vis?

Accepted Answer

מונוכרומטור מפריד בין אורכי גל של אור באופן מרחבי וממקם חריץ יציאה ממנו בוקע אורך הגל הרצוי. לחלופין, ניתן להשתמש במסננים לבחירת אורכי גל ספציפיים. רוב הספקטרופוטומטרים משתמשים במנורת דאוטריום עבור טווח ה-UV (170–375 ננומטר) ובמנורת טונגסטן עבור הטווח הנראה (350–2,500 ננומטר). המונוכרומטור יכול לסרוק טווחי אורכי גל כדי להפיק ספקטרומי בליעה מלאים.

Question 5

כיצד מכינים דגימה ובלנק (blank) למדידת UV-Vis?

Accepted Answer

ראשית, הכינו דגימה לבנקה (blank) על ידי מילוי קובטה נקייה בממס הדגימה וניגוב הצד החיצוני בנייר נטול סיבים. הכניסו אותה לספקטרופוטומטר כך שהצדדים החרוצים יהיו מחוץ לנתיב הקרן, וסגרו את המכסה. מדדו ורשמו את הבליעה של הבנקה. לאחר מכן, שטפו את הקובטה פעמיים עם הדגימה, מלאו אותה עד לשלושה רבעים מגובהה, נגבו אותה עד שתהיה נקייה, ומדדו את הבליעה של הדגימה באותו אורך גל. החסירה את מדידת הבנקה ממדידת הדגימה.

Question 6

כיצד יכולה ספקטרוסקופיית UV-Vis למדוד קינטיקה של תגובה?

Accepted Answer

קינטיקה של תגובות נמדדת על ידי ביצוע מדידות חוזרות של בליעה ב-UV-Vis במקסימום הבליעה לאורך זמן. רשמו קריאת בליעה ראשונית לפני תחילת התגובה. לאחר הוספת הרכיב המגיב והערבוב, מדדו את הבליעה במרווחי זמן קבועים. ככל שהתגובה מתקדמת, שינויים בבליעה משקפים שינויים בריכוז התרכובת, מה שמאפשר לעקוב אחר התקדמות התגובה ולקבוע מתי היא הושלמה.

Question 7

מהם היישומים המעבדתיים הנפוצים של ספקטרוסקופיית UV-Vis?

Accepted Answer

ספקטרוסקופיית UV-Vis מכמתת חלבונים באמצעות בדיקות בראדפורד (Bradford assays) עם צבע Coomassie blue באורך גל של 595 ננומטר, או באמצעות מדידת בליעה ישירה של חלבון ב-280 ננומטר. היא מודדת צפיפות תאי חיידקים באמצעות צפיפות אופטית (OD) ב-600 ננומטר, כאשר ערך OD600 של 1 מעיד על כ-8 × 10⁸ תאים למ"ל. כמו כן, היא מכמתת מזהמים סביבתיים, כגון תחמוצות חנקן, על ידי מדידה של קומפלקסים של צבעי אזו (azo dye) צבעוניים. יישומים אלה מדגימים את הרב-גוניות של UV-Vis בתחומי הביולוגיה, הסביבה והאנליזה.

ספקטרוסקופיה אולטרה סגולה (UV-Vis) - חידון הערכה