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Sichtbare Ultraviolett (UV-Vis) Spektroskopie
 

Sichtbare Ultraviolett (UV-Vis) Spektroskopie

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Ultraviolett-sichtbare oder UV-Vis-Spektroskopie ist eine der beliebtesten analytische Techniken im Labor.

Im UV-Vis-Spektroskopie ist eine Probe bei einer bestimmten Wellenlänge im sichtbaren Spektrum oder UV Licht durchlaufen. Wenn die Probe etwas von dem Licht absorbiert, wird nicht das gesamte Licht werden durchlaufen, oder übertragen werden. Übertragung ist das Verhältnis von der Intensität des Durchlichts, das einfallende Licht und Absorption korreliert ist. Die Absorption kann in einer quantitativen Weise verwendet werden, um die Konzentration einer Probe zu erhalten. Es kann auch auf qualitative Weise verwendet werden, um eine Verbindung zu identifizieren, indem man die gemessenen Extinktion über einen Bereich von Wellenlängen, genannt das Absorptionsspektrum der veröffentlichten Daten. Dieses Video stellen UV-Vis-Spektroskopie, und seine Verwendung im Labor bei der Bestimmung der Konzentration und Reaktion Kinetik Probe zu demonstrieren.

Wenn ein Photon ein Molekül trifft und wird absorbiert, wird das Molekül aus seinem Grundzustand in einen Energiezustand höherer gefördert. Die Energiedifferenz zwischen den beiden ist die Bandlücke. Die Energie des Photons muss die Bandlücke in Reihenfolge für das Photon absorbiert werden exakt übereinstimmen. Die chemische Struktur bestimmt die Bandlücke; Daher haben Moleküle jeweils einzigartige Absorption Spektren.

Extinktion folgt Biergesetzes, welche Staaten Extinktion der molaren Dämpfung Koeffizient Zeiten die Weglänge und Konzentration entspricht. Die Molaren Dämpfung Koeffizient bezieht sich auf die Einzelverbindung Fähigkeit, Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbieren. Pfadlänge bezieht sich auf die zurückgelegte Strecke durch das Licht durch die Probe, die in der Regel 1 cm für standard Küvetten. Gesetzes kann verwendet werden, um Probenkonzentration, zu berechnen, wenn das Absorptionsvermögen bekannt ist, oder eine Eichkurve verwendet werden kann.

UV-Vis wird oft eine allgemeine Technik, genannt, da die meisten Moleküle Licht im UV-VIS Wellenlängenbereich absorbieren. Das UV-Spektrum reicht von 100 – 400 nm und das sichtbare Spektrum reicht von 400 bis 700 nm. Jedoch betreiben die meisten Spektralphotometer nicht im tiefen UV-Bereich von 100 – 200 nm, Sie die Lichtquellen in diesem Bereich sind teuer. Die meisten UV-Vis Spektralphotometer verwenden eine Deuteriumlampe für den UV-Bereich, der produziert Licht von 170 – 375 nm und einer Wolfram-Glühlampe für den sichtbaren Bereich, der Licht von 350 – 2.500 nm erzeugt.

Da die Lichtquelle in der Regel eine Lampe mit breiten Wellenlängenbereichen ist, wird die spezifische Absorption Wellenlänge ausgewählt mit Filtern oder einen Monochromator. Ein Monochromator ist ein Gerät, das die Wellenlängen des Lichts räumlich trennt, und legt dann einen Austrittsspalt wo befindet sich die gewünschte Wellenlänge des Lichts. Der Monochromator kann in einem Wellenlängenbereich zu einem gesamten Absorptionsspektrum gescannt werden. Dies macht die Technik nützlich für die Quantifizierung und eine Vielzahl von Molekülen zu identifizieren.

Nun, da die Grundlagen der UV-Vis Spektroskopie dargelegt haben, werfen wir einen Blick auf ein einfaches UV-Vis-Experiment im Labor.

Schalten Sie vor Beginn der Messung das Spektrophotometer und lassen Sie die Lampen zum Aufwärmen für einen angemessenen Zeitraum von Zeit, um sie zu stabilisieren.

Bereiten Sie eine leere füllen Sie eine saubere Küvette mit dem Probe-Lösungsmittel, und wischen Sie dann außen mit fusselfreien Papier, Fingerabdrücke zu entfernen.

Sicherzustellen Sie, dass die Küvette mit einer geriffelten Seiten aus dem Strahlengang richtig ausgerichtet ist, und legen Sie sie in das Spektrophotometer. Befestigen Sie den Deckel um zu verhindern, dass Umgebungslicht in das System eindringen.

Die Extinktion des Rohlings auf einer Wellenlänge, oder in einem Wellenlängenbereich zu messen. Zeichnen Sie auf oder speichern Sie die Extinktion, wie die Absorption der Probe subtrahiert werden muss.

Als nächstes, entsorgen Sie die leere und spülen Sie die Küvette zweimal mit Probe. Füllen Sie die Küvette etwa ¾ voll mit Probe. Wischen Sie die Oberfläche der Küvette wieder, um sicherzustellen, dass es sauber und frei von Fingerabdrücken.

Die Küvette im Spektralphotometer bei korrekter Ausrichtung, und den Deckel.

Sammeln Sie eine Messung der Extinktion oder Spektrum auf der gleichen Wellenlänge oder Wellenlängenbereich als Rohling. Subtrahieren Sie die leere Spektrum oder Messung, wenn das Gerät nicht automatisch tut.

Bestimmen Sie aus den gesammelten Absorptionsspektrum die Absorption Maximum oder λmax.

Um die Menge des Analyten in der Probe zu quantifizieren, Erstellen einer Kalibrationskurve mit einer Reihe von bekannten Analytkonzentrationen. Schauen Sie für weitere Informationen zum Erstellen und verwenden einer Kalibrierkurve sich diese Sammlung video "Kalibrierkurven".

Die Messung der Absorption kann auch verwendet werden, zu berechnen Reaktionskinetik durch Messung der Zunahme oder Abnahme der Verbindungen Konzentration während der Reaktion. Beginnen Sie mit einer ersten Messung der Probe, blauer Farbstoff in diesem Fall bei der Extinktion maximale vor der Reaktion.

Anschließend schnell fügen Sie das Reagenz hinzu, Bleichen Sie, in diesem Fall, um die chemische Reaktion zu starten. Rühren Sie es gut, so dass es mit der Probe vermischt.

Die Extinktion bei maximale Absorption im Laufe der Zeit zu messen.

Die anfängliche Absorptionsspektrum der blauen Farbstoff Probe wird angezeigt. Die Hintergrundfarben zeigen die Farben des Lichtes im sichtbaren Spektrum. Der blaue Farbstoff hat eine Absorption Maximum bei etwa 630 nm.

Die Kinetik der Reaktion zwischen blauen Farbstoff und Bleichmittel wurde im Laufe der Zeit gemessen. Die Absorption des blauen Farbstoff sinkt im Laufe der Zeit, wie es mit der Bleiche reagiert. Die Extinktion erreicht in der Nähe von Null nach 300 s, darauf hinweist, dass die Reaktion hat Abschluss näherte. Schauen Sie für weitere Informationen über Kinetik und Reaktionen sich die Jupiter Science Education video "Reaktion Rate Gesetze".

UV-Vis-Spektroskopie ist stark verwendet in vielen verschiedenen Forschungsbereichen zu identifizieren oder eine Probe zu quantifizieren.

Beispielsweise wird UV-Vis Spektroskopie stark in biologische Felder verwendet, um die Menge an Protein in einer Probe zu quantifizieren. Bradford-Test wird oft verwendet, um Proteine mit Hilfe eines Farbstoffes zu quantifizieren. Erstens ist eine Kalibrierkurve des bekannten Proteinkonzentrationen vorbereitet, in der Regel mit Rinderserumalbumin oder BSA. Coomassie blaue Fleck wird dann zu jedem der Standards und der Probe hinzugefügt. Die Extinktion der Protein-Farbstoff-Komplex wird dann gemessen, bei 595 nm.

Alternativ können Proteine gemessen werden, direkt durch ihre Absorption bei 280 nm. In diesem Beispiel wird die Proteinkonzentration quantifiziert mit einem ultra low Volume Spektralphotometer. Für viele Proteine, eine Extinktion von 1 entspricht einer Konzentration von 1 mg/mL.

UV-Vis Spektroskopie wird auch verwendet, um die Menge von bakteriellen Zellen in Zellkultur zu quantifizieren. Für diese Messung, die Extinktion oder optische Dichte, gemessen bei 600 nm. In der Regel zeigt eine OD600 Messung 1 das Vorhandensein von 8 x 108 bakterielle Zellen pro mL. Messung der Zelldichte in der gesamten Kultur Wachstum ermöglicht die Ermittlung der bakteriellen Wachstums-Kurve und kann helfen, um zu ermitteln, wenn eine Kultur in der exponentiellen Wachstumsphase.

Stickoxide und Stickstoffdioxid oder NOXist ein Nebenprodukt der Kfz Auspuff, und für die Umwelt schädlich sein kann, weil es schädliches troposphärisches Ozon bildet. KEINEX gemessen werden, reagieren sie mit einer Lösung von Sulfanilic Säure und Napthyl-Ethylenediamine. Die resultierende Lösung ist ein rosa farbigen Azo-Farbstoff-Molekül, dessen Intensität direkt mit keineX -Konzentration korreliert ist. Diese Konzentration kann dann mit einem UV-Vis Spektralphotometer ermittelt werden.

Sie habe nur Jupiters Einführung in UV-VIS Spektroskopie beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen die Grundlagen der UV-Vis-Betrieb, wie man eine Probe mit einem UV-Vis zu messen und wie Absorption, Probenkonzentration korreliert.

Danke fürs Zuschauen!

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