紫外可視(UV-Vis)分光法は、研究室で最も人気のある分析手法の1つです。

UV-Vis分光法では、光はUV(可視スペクトル)の特定の波長でサンプルを通過します。サンプルが光の一部を吸収すると、すべての光が通過または透過するわけではありません。透過率は、入射光に対する透過光の強度の比であり、吸光度と相関しています。吸光度は、サンプルの濃度を得るために定量的に使用することができます。また、定性的な方法を使用して、吸光度スペクトルと呼ばれる波長範囲で測定された吸光度を公開データに一致させることにより、化合物を特定することもできます。このビデオでは、UV-Vis分光法を紹介し、ラボでのサンプル濃度と反応速度の決定にUV可視分光法を使用する方法を示します。

光子が分子に当たって吸収されると、分子は基底状態からより高いエネルギー状態に促進されます。2つの間のエネルギー差はバンドギャップです。光子が吸収されるためには、光子のエネルギーがバンドギャップと正確に一致する必要があります。化学構造によってバンドギャップが決まります。したがって、分子はそれぞれ固有の吸光度スペクトルを持っています。

吸光度はビールの法則に従っており、吸光度はモル減衰係数に経路長と濃度を掛けたものに等しいと述べています。モル減衰係数は、特定の波長の光を吸収する個々の化合物の能力に関連しています。光路の長さとは、光がサンプルを通過する距離を指し、標準的なキュベットでは通常1cmです。吸収率がわかっている場合は、ビールの法則を使用してサンプル濃度を計算することができます、または検量線を使用できます。

UV-Visは、ほとんどの分子が紫外可視波長範囲の光を吸収するため、一般的な手法と呼ばれることがよくあります。UV範囲は100〜400nm、可視スペクトルは400〜700nmの範囲です。ただし、ほとんどの分光光度計は、100〜200 nmの深紫外範囲では光源が高価であるため、動作しません。ほとんどのUV-Vis分光光度計は、170〜375 nmの光を生成するUV範囲に重水素ランプを使用し、350〜2,500 nmの光を生成する可視範囲にタングステンフィラメントランプを使用します。

光源は通常、波長範囲の広いランプであるため、特定の吸光度波長はフィルターまたはモノクロメーターを使用して選択されます。モノクロメーターは、光の波長を空間的に分離し、目的の光の波長がある場所に出口スリットを配置するデバイスです。モノクロメーターは、波長範囲にわたってスキャンして、全体の吸光度スペクトルを提供できます。これにより、この手法は、さまざまな分子の定量と同定に役立ちます。

紫外可視分光法の基本がわかったところで、研究室での簡単な紫外可視実験を見てみましょう。

測定を開始する前に、分光光度計をオンにし、ランプが安定するまで適切な時間ウォー