Spectrofotometrie

1. Spectrofotometrie Interactie tussen stof en licht

2. InleidingDualistisch karakter van licht • Elektromagnetische straling met golfkarakter • Bestaat uit “deeltjes” - fotonen

3. Inleiding De energie-inhoud van fotonen is gerelateerd aan de golflengte van de elektromagnetische straling volgens: E = hf = hc/

4. Inleiding E = hf = hc/ waarin: E = energie f = frequentie  = golflengte c = lichtsnelheid h = constante van Planck

5.  groot E laag E hoog  klein Inleiding Bij toenemende energie E van het foton wordt de energie gebruikt voor: • het verhogen van de rotatie-energie van het molecuul • het verhogen van vibratie- en rotatie energie • excitatie van een elektron

6. 420 470 530 580 620 500 600 800 1000 100 200 400 700 geel groen rood violet blauw oranje Inleiding Gebieden van het elektronen-vibratie-rotatie-spectrum  (nm) Vacuum UV Nabije UV Nabije IR Zichtbaar (Vis) E

7. Inleiding • Ultra Violet (UV) 200 - 400 nm • Zichtbaar (Visible - Vis) 400 - 800 nm • Nabij Infra Rood (NIR) 800 - 2500 nm • Infra Rood (IR) 2500 - 12500 nm

8. Inleiding Absorptie: energie van het foton wordt overgedragen op het molecuul Emissie: het molecuul geeft energie af in de vorm van elektromagnetische straling (fotonen)

9. Absorptie Emissie Inleiding Aangeslagen toestand Energie Grond toestand

10. I0 I cuvet signaal Spectrofotometer Blokschema van een spectrofotometer monster lichtbron monochromator detector

11. SpectrofotometerUV vs. zichtbaar

12. I0 I b Kwantitatieve analyse Wet van Lambert-Beer

13. Kwantitatieve analyse Wet van Lambert-Beer Waarin: I0 = intensiteit van de opvallende straling I = intensiteit van de doorgelaten straling  = molaire absorptiecoëfficiënt (L·mol-1·cm-1) b = weglengte (cm) c = concentratie van de absorpberende verbinding (mol/L)

14. Kwantitatieve analysemethoden • Calibratiemethode Van de te bepalen verbinding wordt een serie (nauwkeurig bekende!) verdunningen gemaakt, waarvan de absorpties worden gemeten. Door gebruik te maken van interpolatie kan de concentratie van een onbekend monster na meting van de absorptie worden berekend.

15. Via interpolatie m.b.v. vergelijking: • extinctie “onbekend monster” is bekend • concentratie “onbekende” berekenen Kwantitatieve analysecalibratiemethode

16. Kwantitatieve analysemethoden • Fotometrische titratie Bij een fotometrische titratie wordt de extinctie of de transmissie van een oplossing gemeten als functie van de toegevoegde hoeveelheid titrant. Door gebruik te maken van extrapolatie kan het equivalentiepunt worden bepaald en dus de concentratie in het onbekende monster.

17. Kwantitatieve analysevoorwaarden fotometrische titratie • Extinctie verandering in het equivalentiepunt. • Absorberende stoffen moeten de wet van Lambert-Beer volgen. • Corrigeren van de gemeten absorptie in verband met verdunning tijdens titratie:

18. Kwantitatieve analysefotometrische titratie Equivalentiepunt ligt bij het snijpunt van de twee raaklijnen

19. Kwantitatieve analyseFoutenbronnen • Strooilicht; door niet monochromatisch licht. • Het optreden van nevenreacties. • Te hoge concentratie van de te bepalen component.