آنالیز UV-VIS

آنالیز UV-VIS

آنالیز طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV-VIS) یا همان ULTRAVIOLET VISIBLE SPECTROMETER یک آزمون ابتدایی برای اندازه گیری طول موج جذب، شناسایی ترکیبات، اندازه گیری بند گپ، بررسی پیشرفت واکنش و اندازه گیری اندازه برخی نانو ذرات است. مطالعه برهمکنش پرتو الکترومغناطیسی با یک ماده را اسپکتروسکوپی می نامیم. در آنالیز UV-VIS امواج الکترومغناطیسی با طول موج نور مرئی و ماورا بنفش به نمونه تابیده می‌شود.

در هنگام برخورد پرتو الکترومغناطیسی با نمونه، پدیده‌هایی مانند عبور (Transmission)، انعکاس (Reflection)، انکسار (Refraction) و جذب (Absorption) رخ می دهد. در این میان پدیده جذب فرآیندی است که در آن یک نمونه به صورت انتخابی، فرکانس‌‎های خاصی از پرتو الکترومغناطیسی را جذب می کند. با جذب پرتو، پرتو تابیده شده به نمونه تضعیف می شود.

با عبور نور از درون نمونه، نمونه طول موج‌های خاصی را جذب می‌کند و به همین  دلیل در پرتو خارج شده از نمونه، شدت برخی از طول موج‌ها کاهش می‌یابد. در هر ماده‌ای یک سری مکانیز‌م‌های جذب وجود دارد که هر یک از این مکانیزم‌ها می‌توانند طول موج خاصی را جذب کنند. در ناحیه UV-Vis، انرژی پرتو الکترومغناطیسی در محدوده ای است که باعث انتقالات الکترونی در الکترون‌های لایه ظرفیت (Valence electrons) می‌شود.

در دستگاه آنالیز UV-VIS پرتو خروجی از نمونه توسط یک منشور تجزیه می‌شود و بعد از آن یک حسگر شدت هر طول موج را اندازه‌گیری می‌کند. نرم افزار دستگاه شدت طول موج‌های خروجی از دستگاه را با حالت مبنا مقایسه می‌کند و شدت جذب در هر طول موج را به صورت یک نمودار گذارش می‌کند. با مشخص بودن طول موج‌های جذب شده و مشخص بودن نوع نمونه می‌توان مشخص کرد که چه عاملی باعث جذب شده است و می‌توان آن وجود یا عدم وجود آن عامل را در نمونه مشخص کرد.

از آنجایی که در روش آنالیز UV-VIS شدت جذب در هر طول موج وابسته به غلظت آن ماده یا عامل است، از روش UV-VIS می‌توان برای مقایسه مقدار یک ماده یا اندازه گیری غلظت یک ماده نیز استفاده کرد. رابطه بین جذب و غلظت را رابطه  بیر - لمبرت بیان می کند. بر اساس این قانون، جذب مستقیما با طول مسیر  (b) از درون محلول و غلظت (c) ماده جاذب متناسب است و به این ترتیب خواهیم داشت:

A=log P₀/P=abc

در این رابطه a یک ثابت تناسب است و ضریب جذب نامیده می شود. اندازه a به مقادیر به کار رفته برای b و c بستگی دارد. b اغلب بر حسب سانتی متر و c بر حسب گرم در لیتر داده می شود. چنانچه غلظت در معادله بالا بر جسب مول بر لیتر و طول مسیر  بر حسب سانتی متر بیان شود، ضریب حذب را ضریب جذل مولی می نامند و آن را با نماد ε نشان می دهند. لذا در این حالت خواهیم داشت:

A=εbc

لازم به ذکر است که قانون بیر - لمبرت در محلول حاوی بیش از یک نوع جسم جاذب نیز اعمال می شود. در صورتی که برهمکنشی بین گونه های مختلف روی ندهد، جذب کل برای سیستم چند جزئی به صورت زیر خواهد بود:

A_total = A₁+A₂+A₃ + ... + A_n=ε₁b₁c₁ + ε_nb_nc_n

باید دقت کنید که این قانون تنها در توصیف رفتار جذب محلول های رقیق موفقیت دارد و معمولا در غلظت های بزرگتر از M ۰/۰۱  فاصله های میانگین ذرات جاذب به حدی کاهش می یابد که هر ذره بر توزیع بار همسایه های خود اثر می گذارد. این برهمکنش توانایی ذرات را برای جذب یک طول موج تابش تغییر می دهد. 

مشخصات فنی آنالیز UV-VIS

• شرکت سازنده: Shimadzu
• مدل دستگاه: UV- 160 A
• محدوده ی طول موج: ۲۰۰-۱۰۰۰nm
• دقت طول موج: ۲nm
• منبع نور: لامپ دوتریم/ هالوژن تنگستن
• دقت اندازه گیری: ۰.۰۱
• حداقل مقدار نمونه: ۵۰۰μlit
• دمای کاری: ۵-۳۵°C

توانایی ها آنالیز UV-VIS

• اندازه گیری جذب نور
• اندازه‌گیری غلظت محلول
• بررسی خواص جذبی و عبوری یک ماده در یک بازه طول موجی
• بررسی تغییرات جذب و عبور در یک طول موج مشخص در یک بازه زمانی
• بررسی میزان جذب در چند طول موج مشخص
• اندازه گیری گاف انرژی
• شناسایی کیفی و کمی یک یا چند گونه خاص در یک مخلوط

شرایط نمونه برای آنالیز UV-VIS

برای انجام آزمون و آنالیز UV-VIS نمونه‌ها می‌توانند به صورت محلول، کلویید و یا پودری باشند. در رابطه با نمونه‌های پودری، پودر باید در محیط مناسب (معمولا آب یا الکل) دیسپرس شود به صورت کلوییدی تبدیل شود. این کار توسط اپراتور دستگاه قابل انجام است ولی متقاضی باید محیط مناسب را معرفی کند. در رابطه با نمونه‌های کلوییدی، بهتر است قبل از انجام آزمون نمونه توسط حمام التراسونیک دیسپرس شود تا نتایج بهتری بدست بیاید.

نتایج آنالیز UV-VIS

نتایج آزمون UV-VIS به صورت یک فایل اکسل و یک فایل تصویری گزارش می‌شود که این فایل اکسل شامل نتایج نقطه به نقطه شدت جذب بر حسب طول موج است.