HANNA Instruments Logo

Osnove spektrofotometrije

Share on linkedin
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Boja je svuda oko nas. Da li ste znali da zapravo možete da izmerite boju? Spektrofotometar je osnovno sredstvo za biologe i tehničare prilikom analize hemijskih i bioloških uzoraka.

Ovaj blog će Vam dati uvid u osnove spektrofotometrije kao i na različite konfiguracije

svetla i boja

Visible light

Jednostavnije rečeno, boje zavise od svetla U stvari, mi zapravo ne vidimo boje, ono što mi vidimo kao boju je efekat svetlosti na objekat. Kada svetlost pada na objekat, ona može da se reflektuje, absorbuje ili transmituje. Staklo transmituje većinu svetlosti koja dođe u kontakt s njim, a transmitovana svetlost izgleda bezbojno. Sneg reflektuje svetlost koja je bele boje. Crni kaput, absorbuje svetlost pa i ona izgleda crno. Crveni komad papira bolje odražava crvenu svetlost nego što odbija druge boje. Većina objekata izgleda obojeno jer njihova hemijska struktura apsorbuje određene talasne dužine svetlosti i odbija druge.

Kada govorimo o svetlosti obično se to odnosi na belu svetlost. Tanka linija svetlosti naziva se zrak; snop je sačinjen od više zrakova svetlosti. Kada bela svetlost prođe kroz prizmu (trouglasti transparentni predmet), boje koje čine belu svetlost se rasipaju u sedam traka. Te trake se nazivaju spektrom. Sedam boja čine belu svetlost: crvena, narandžasta, žuta, zelena, plava, indigo i ljubičasta. U svakom spektru trake su organizovane uvek s leva na desno.

Pretpostavimo da zračimo snop bele svetlosti materiji koja apsorbuje plavu svetlost. Pošto plava komponenta bele svetlosti apsorbuje materije, svetlost koja se prenosi uglavnom je žuta, komplementarna boja plave boje. Ova žuta svetlost dopire do naših očiju, a mi „vidimo“ supstancu kao žutu boju.

Varijacija sistema boja koji prolazi kroz promenu koncentracije neke komponente je osnova kolorimetrijske analize.

Colorimetric Analysis

Šta je to kolorimetrija?

Jednostavno, to je mera boja. Koloimetrija je određivanje koncentracije neke supstance merenjem relativne apsorpcije svetlosti u odnosu na poznatu koncentraciju materije. U vizuelnoj kolorimetriji prirodna ili veštačka bela svetlost se obično koristi kao izvor svetlosti, a određivanje se obično vrši jednostavnim instrumentom koji se naziva kolorimetrom ili komparatorom boja. Kada se oko zameni fotoelektričnom ćelijom, instrument “postaje” fotoelektrični kolorimetar,

Kolorimetrijska analiza zasniva se na principu da mnoge materije reaguju jedna sa drugom i formiraju boju koja može ukazivati na koncentraciju supstance koja se meri. Kada je supstanca izložena snopu određenog intenziteta svetlosti (I₀), deo zračenja apsorbuje molekule supstance i zrači drugim intenzitetom (I). Ta razlika u intezitetu se koristi za kolorimetrijsku detekciju.

Količina isijavanja (radijacije) koja se absorbuje data je Beer-Lambert zakonom:

A = Ɛ · l · C

Gde je:

  • A – absorbanca
  • Ɛ is the molarni ekstincioni koeficijent [L/(mol·cm)]
  • l je dužina puta
  • C je koncentracija (mol/L)

Fotometar vs Spektrofotometar

Fotometar

Fotometar izoluje specifičnu talasnu dužinu svetlosti koristeći filtere. Kolorimetar koristi filtre sa rubnim trakama ili neki sličan sistem za razdvajanje svetlosti u komponente boje, a zatim ih uklapa u podudarne krive na osnovu ljudskog oka, da bi se proizvele vrednosti boja na osnovu onoga što bi ljudsko oko videlo.

Ovo je idealno za podudaranje ljudskog vizuelnog odgovora, ali vam ne govori ništa o podacima nevidljivim za ljudsko oko, poput “emisionih šiljaka” u uskim tačkama spektra; to su spektralni podaci koji zahtevaju merenje spektrofotometrom.

Upoznajte naš Multiparametarski, stoni fotometar i pH metar- HI83300.

Spektrofotometar

Spektrofotometar se razlikuje od fotometra jer omogućava merenje u spektru svih talasnih dužina vidljive svetlosti, a ne samo u unapred određenim talasnim dužinama. Spektrofotometri deluju izolovanjem svetlosti na talasnim dužinama talasa bele svetlosti.

Spektrofotometar razbija svetlost u spektar, koristeći rešetku u boji ili sličan sistem. Zatim niz senzora čita svaki deo spektra, proizvodeći spektralne podatke.

Ovo je idealno ako analizirate spektralne emisije zbog čega se spektrofotometri često koriste kao naučni uređaji.

Upoznajte se sa našim spektrofotometrom iris – HI801

Optička konfiguracija Spektrofotometra

Jedan snop

U konvencionalnom spektrofotometru sa jednim snopom, proba i uzorak se mere uzastopno, sa intervalom od nekoliko sekundi za merenje jedne talasne dužine i do nekoliko minuta za merenje punog spektra sa konvencionalnim instrumentom. Drfitovi izvora svetlosti prouzrokuju velike greše tokom vremenskih intervala.

Jedan snop

Dupli snop

Spektrofotometar sa dvostrukim ili dualnim snopom razvijen je kako bi se nadoknadile promene intenziteta izvora svetlosti između praznih kiveta (probe) i kiveta za uzorkovanje. U ovoj konfiguraciji, izvor svetlosti emituje jedan snop svetlosti koji je podeljen, stvarajući dva snopa jednake energije jednake optičke putanje. Jedna snop prolazi kroz referentnu stanicu, dok drugi prolazi kroz uzorak.

U poređenju sa dizajnom sa jednim snopom, instrumenti sa dva sadrže više optičkih komponenti, što smanjuje propusnost i osetljivost. Za veliku osetljivost mogu biti potrebna duga vremena merenja. Pored toga, složeniji mehanički dizajn spektrofotometra sa dvostrukim snopom može rezultirati lošijom pouzdanošću.

Dvostruki snop

Podeljeni snop

Spektrofotometar sa podeljenim snopom podseća na spektrofotometar sa dvostrukim snopovima, ali koristi razdelnik snopa za slanje svetlosti kroz prazne i uzorke puta istovremeno na dva odvojena, ali identična detektora. Ova konfiguracija omogućava merenje prazne kivete i kivete s uzorkom istovremeno. Sistem za podeljenim snopom je mehanički jednostavniji od pravog instrumenta sa dvostrukim snopovima i zahteva manje optičkih elemenata.

Najbolje primene spektrofotometra

Današnji spektrofotometri su dizajnirani tako da budu istovremeno prenosni, izdržljivi i da pružaju fleksibilnost. Mogućnosti primene spektrofotometra su neograničeno. Neke od njih ukljulčuju:

  • Određivanje koncentracije nekog elementa pri ispitivanju kvaliteta vode
  • Enzimska analiza vin
  • Analiza đubriva u poljoprivrednim primenama

Ovo su samo neke od potencijalnih primena spektrofotometra.

Any thoughts?

Browse other posts

Recent Posts

Login

Login to your account or create one right now to access to our exclusive content.