Φασματοσκοπία
Φασματοσκοπία είναι η μελέτη του φωτός ως συνάρτηση του μήκους του κύματος που έχει εκπεμφθεί, ανακλαστεί ή διαπεραστεί από ένα στερεό, υγρό ή αέριο. Για να αναλυθεί η χημική ουσία θερμαίνεται, επειδή τα θερμά πράγματα λάμπουν και κάθε χημική ουσία λάμπει διαφορετικά. Τα διάφορα μήκη κύματος της λάμψης συνθέτουν ένα χρωματικό φάσμα που διαφέρει σε κάποιες λεπτομέρειες από άλλες χημικές ουσίες. Η φασματοσκοπία διαχωρίζει και μετρά τη φωτεινότητα των διαφορετικών μηκών κύματος. Μπορεί να αναγνωρίσει τις χημικές ουσίες σε ένα μείγμα και να προσδιορίσει κάποια άλλα πράγματα, όπως το πόσο καυτό είναι το πράγμα.
Η φασματοσκοπία επιτρέπει στους επιστήμονες να ερευνούν και να εξερευνούν πράγματα που είναι πολύ μικρά για να τα δουν με το μικροσκόπιο, όπως τα μόρια και τα ακόμη μικρότερα υποατομικά σωματίδια, όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια. Υπάρχουν ειδικά όργανα για τη μέτρηση και την ανάλυση αυτών των φωτεινών κυμάτων.
Φλόγα αλκοόλης και το φάσμα της
Μέθοδοι
Η υπέρυθρη φασματοσκοπία μετρά το φως στο υπέρυθρο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το κυριότερο χαρακτηριστικό της φασματοσκοπίας IR είναι ότι είναι πολύ χρήσιμη για τον προσδιορισμό των λειτουργικών ομάδων των οργανικών μορίων. Η απορρόφηση υπέρυθρου φωτός από οργανικά μόρια προκαλεί μοριακές δονήσεις. Οι δονητικές συχνότητες είναι μοναδικές για τις επιμέρους λειτουργικές ομάδες. Το φάσμα IR δίνεται γραφικά από τη σχέση διαπερατότητας (%) προς τον αριθμό κύματος (cm-1).
Η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ μπορεί να εξετάσει τη δομή ενός κρυσταλλικού μορίου. Το ηλεκτρονιακό νέφος κάθε ατόμου διαθλά τις ακτίνες Χ αποκαλύπτοντας έτσι τις θέσεις των ατόμων. Διάφορα ανόργανα και οργανικά μόρια μπορούν να κρυσταλλωθούν και να χρησιμοποιηθούν με αυτή τη μέθοδο, συμπεριλαμβανομένων του DNA, των πρωτεϊνών, των αλάτων και των μετάλλων. Το δείγμα που χρησιμοποιείται για την ανάλυση δεν καταστρέφεται.
Η φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού χρησιμοποιεί ορατό και υπεριώδες φως για να εξετάσει πόση ποσότητα μιας χημικής ουσίας υπάρχει σε ένα υγρό. Το χρώμα του διαλύματος είναι η βάση για το πώς λειτουργεί το υπεριώδες-οπτικό φάσμα. Το χρώμα του διαλύματος με το οποίο εργαζόμαστε είναι χρωματισμένο λόγω της χημικής του σύνθεσης. Έτσι, το διάλυμα απορροφά ορισμένα χρώματα φωτός και αντανακλά άλλα χρώματα, το φως που αντανακλά είναι το χρώμα του διαλύματος. Η φασματοσκοπία UV-Vis λειτουργεί περνώντας φως μέσα από ένα δείγμα του διαλύματός σας και στη συνέχεια προσδιορίζοντας πόσο φως απορροφάται από το διάλυμα.
Ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός μπορεί να εξετάσει τους πυρήνες. Χρησιμοποιεί τις μαγνητικές ιδιότητες ορισμένων πυρήνων, οι πιο συνηθισμένοι από τους οποίους είναι ο 13C και1 ο H. Το όργανο NMR παράγει ένα μεγάλο μαγνητικό πεδίο που κάνει τους πυρήνες να συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικοί ραβδομαγνήτες. Οι πυρήνες ευθυγραμμίζονται είτε με το μαγνητικό πεδίο του οργάνου είτε εναντίον του. Σε αυτό το σημείο έχουμε δύο πιθανούς προσανατολισμούς οι πυρήνες θα μπορούσαν να είναι σε α ή β. Στη συνέχεια οι πυρήνες εκτίθενται σε ραδιοκύματα που κάνουν τον α να πάει στον προσανατολισμό β. Όταν συμβαίνει αυτή η αλλαγή εκλύεται ενέργεια και ανιχνεύεται. Τα δεδομένα ερμηνεύονται γραφικά (ένταση έναντι χημικών μετατοπίσεων σε ppm) από ένα υπολογιστικό σύστημα. Η NMR δεν καταστρέφει το δείγμα που χρησιμοποιείτε για την ανάλυση. Παρακάτω παρουσιάζεται ένα σύστημα NMR 900 MHz.
Σχετικές σελίδες
- Φασματοσκοπία απορρόφησης
- Αστρονομική φασματοσκοπία
- Φασματοσκοπία στο πεδίο του χρόνου
- Φασματοσκοπία ηλεκτρονίων Auger
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η φασματοσκοπία;
A: Φασματοσκοπία είναι η μελέτη του φωτός ως συνάρτηση του μήκους του κύματος που έχει εκπεμφθεί, ανακλαστεί ή ακτινοβοληθεί μέσω ενός στερεού, υγρού ή αερίου.
Ερ: Γιατί οι χημικοί θερμαίνουν μια χημική ουσία κατά τη διάρκεια της φασματοσκοπίας;
Α: Κάθε χημική ουσία λάμπει διαφορετικά όταν θερμαίνεται και η φασματοσκοπία αναλύει τη λάμψη της χημικής ουσίας για να προσδιορίσει το χρωματικό φάσμα μήκους κύματος που διαφέρει από τα άλλα.
Ερ: Πώς η φασματοσκοπία διαφοροποιεί τις διάφορες χημικές ουσίες;
Α: Η φασματοσκοπία διαχωρίζει και μετρά τη φωτεινότητα των διαφορετικών μηκών κύματος της λάμψης των χημικών ουσιών.
Ερ: Τι μπορεί να προσδιορίσει η φασματοσκοπία εκτός από τον προσδιορισμό χημικών ουσιών;
Α: Η φασματοσκοπία μπορεί να προσδιορίσει πόσο θερμό είναι το πράγμα που αναλύεται.
Ερ: Ποιο είναι το όφελος της φασματοσκοπίας;
Α: Η φασματοσκοπία επιτρέπει στους επιστήμονες να ερευνούν και να εξερευνούν πράγματα που είναι πολύ μικρά για να φανούν με το μικροσκόπιο, όπως τα μόρια και τα υποατομικά σωματίδια.
Ερ: Τι απαιτείται για τη μέτρηση και την ανάλυση των φωτεινών κυμάτων στη φασματοσκοπία;
Α: Για τη μέτρηση και την ανάλυση των φωτεινών κυμάτων στη φασματοσκοπία απαιτούνται ειδικά όργανα.
Ερ: Ποια είναι μερικά παραδείγματα υποατομικών σωματιδίων που μπορούν να διερευνηθούν μέσω της φασματοσκοπίας;
Α: Υποατομικά σωματίδια όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια μπορούν να διερευνηθούν μέσω της φασματοσκοπίας.
