Question 1

Что происходит, когда свет проходит через образец при УФ-видимой спектроскопии?

Accepted Answer

При прохождении света через образец некоторые длины волн поглощаются молекулами, в то время как другие проходят насквозь. Пропускание представляет собой отношение интенсивности прошедшего света к интенсивности падающего света. Абсорбция (оптическая плотность), рассчитываемая по формуле A = -log(T), указывает на количество света, поглощенного образцом. Измерение абсорбции служит основой как для идентификации соединений, так и для количественного определения их концентрации.

Question 2

Каким образом закон Бугера — Ламберта — Бера связывает абсорбцию с концентрацией образца?

Accepted Answer

Закон Бугера — Ламберта — Бера гласит, что абсорбция равна произведению молярного коэффициента поглощения на длину оптического пути и концентрацию. Молярный коэффициент поглощения отражает способность соединения поглощать свет на определенной длине волны. Стандартные кюветы имеют длину оптического пути 1 см. Эта зависимость позволяет рассчитать концентрацию образца, если известна поглощательная способность, либо использовать принципы и методы построения калибровочных кривых для определения неизвестных концентраций.

Question 3

Почему каждая молекула имеет уникальный спектр поглощения?

Accepted Answer

Уникальный спектр поглощения каждой молекулы обусловлен ее особенностями химического строения, которые определяют ширину запрещенной зоны — разность энергий между основным и возбужденным состояниями. Когда энергия фотона точно соответствует этой ширине запрещенной зоны, молекула поглощает его и переходит в состояние с более высокой энергией. Различные молекулярные структуры имеют разную ширину запрещенной зоны, что приводит к возникновению характерных профилей поглощения на определенных длинах волн.

Question 4

Какие компоненты оборудования в УФ-видимом спектрофотометре используются для выбора конкретных длин волн?

Accepted Answer

Монохроматор пространственно разделяет световые волны и направляет их к выходной щели, через которую выходит свет с заданной длиной волны. В качестве альтернативы для выбора конкретных длин волн могут использоваться фильтры. В большинстве спектрофотометров для УФ-диапазона (170–375 нм) применяется дейтериевая лампа, а для видимого диапазона (350–2500 нм) — лампа с вольфрамовой нитью. Монохроматор может сканировать диапазоны длин волн для получения полных спектров поглощения.

Question 5

Как подготовить пробу и холостую пробу для измерения методом УФ-видимой спектроскопии?

Accepted Answer

Сначала подготовьте холостую пробу (бланк), наполнив чистую кювету растворителем образца и протерев внешние стенки безворсовой бумагой. Поместите кювету в спектрофотометр так, чтобы припасованные (матовые) стороны находились вне пути прохождения луча, и закройте крышку. Измерьте и запишите оптическую плотность холостой пробы. Затем дважды промойте кювету образцом, заполните ее примерно на три четверти, протрите насухо и измерьте оптическую плотность образца на той же длине волны. Вычтите значение холостой пробы из значения полученного для образца.

Question 6

Как с помощью УФ-видимой спектроскопии измерить кинетику реакции?

Accepted Answer

Кинетика реакции измеряется путем проведения повторных измерений абсорбции в УФ- и видимой области на максимуме поглощения с течением времени. Зафиксируйте начальное значение абсорбции до начала реакции. После добавления реагента и перемешивания измеряйте абсорбцию через регулярные интервалы времени. По мере протекания реакции изменения абсорбции отражают изменения концентрации соединения, что позволяет отслеживать ход реакции и определить момент ее завершения.

Question 7

Каковы распространенные лабораторные применения УФ-видимой спектроскопии?

Accepted Answer

С помощью УФ-видимой спектроскопии проводят количественное определение белков, используя метод Брэдфорда с красителем Кумасси синий при 595 нм или измеряя прямое поглощение белков при 280 нм. Также этот метод позволяет определять плотность бактериальных клеток по оптической плотности при 600 нм, где значение OD600, равное 1, соответствует примерно 8 × 10⁸ клеткам на мл. Кроме того, метод применяется для количественного анализа загрязнителей окружающей среды, таких как оксиды азота, путем измерения поглощения окрашенных азокрасительных комплексов. Данные примеры применения демонстрируют универсальность УФ-видимой спектроскопии в биологических, экологических и аналитических исследованиях.

Ультрафиолетово-видимая спектроскопия (УФ-видимая) спектроскопия - Оценочный тест