Molekularna spektrometrija

Σχετικά έγγραφα
Spektroskopija. S spektroskopijo preučujemo lastnosti snovi preko njihove interakcije z različnimi področji elektromagnetnega valovanja.

2.1. MOLEKULARNA ABSORPCIJSKA SPEKTROMETRIJA

SPEKTRI ELEKTROMAGNETNEGA VALOVANJA

vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov. 6. vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov. 6. vaja Kvan*ta*vno določanje proteinov

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

ATOMSKA ABSORPCIJSKA SPEKTROMETRIJA

ΚΕΦ. 8 ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΟΡΑΤΟΥ UV-Vis Μ. ΚΟΥΠΠΑΡΗΣ ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΙΙ

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

SLIKA 1: KRIVULJA BARVNE OBČUTLJIVOSTI OČESA (Rudolf Kladnik: Osnove fizike-2.del,..stran 126, slika 18.4)

Analizna kemija. Odgovori na izpitna vprašanja 2. del. Laboratorijska biomedicina šolsko leto 2008/2009

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Analizna kemija II vaje

7 Lastnosti in merjenje svetlobe

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * FIZIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Petek, 10. junij 2016 SPLOŠNA MATURA

Vaje: Barve. 1. Fotoefekt. Barbara Rovšek, Ana Gostinčar Blagotinšek, Toma d Kranjc. Vse vaje izvajamo v zatemnjenem prostoru.

1. vaja: Fotoefekt. Naloga: Ocenite energije fotonov rdeče, zelene in modre svetlobe!

Kotne in krožne funkcije

7 Lastnosti in merjenje svetlobe

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Tekočinska kromatografija

Rentgenska fluorescenčna spektrometrija-xrf, RFA

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Svetloba in barve. Svetloba kot del EM spektra. Svetloba kot del EM spektra. Elektrotehnika in varnost Razsvetljava

Svetloba in barve. Svetloba kot del EM spektra. Svetloba kot del EM spektra

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za znanosti o okolju Okolje (I. stopnja) Meteorologija 2013/2014. Energijska bilanca pregled

Osnove elektrotehnike uvod

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

Tretja vaja iz matematike 1

Fotosinteza pri pouku naravoslovja: Trije preprosti poskusi

FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO. Darinka Brodnjak Vončina ANALIZNA KEMIJA II. Zbrano gradivo

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

ATOMSKA ABSORPCIJSKA SPEKTROMETRIJA

1. Trikotniki hitrosti

Svetloba in barve. Svetloba kot del EM spektra. Svetloba kot del EM spektra. Elektrotehnika in varnost Razsvetljava

Specifičnost spektrov. Princip emisijske spektrometrije. Atomizacija in vzbujanje

Vaja: Odbojnostni senzor z optičnimi vlakni. Namen vaje

Energijska bilanca. E=E i +E p +E k +E lh. energija zaradi sproščanja latentne toplote. notranja energija potencialna energija. kinetična energija

FOTOUPOR, FOTODIODA, FOTOTRANZISTOR

KAZALO 1 UVOD KAJ JE SVETLOBA Sonce kot izvor naravne svetlobe Kako zaznamo svetlobo? Kaj so barve in kako jih zaznamo?...

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

Energijska bilanca Zemlje. Osnove meteorologije november 2017

ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ- ΟΡΑΤΟΥ, UV-Vis (ULTRAVIOLET- VISIBLE SPECTROMETRY) ΑΘΗΝΑ, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2015

Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani Laboratorij za razsvetljavo in fotometrijo Izbirni predmet

Simbolni zapis in množina snovi

Tabele termodinamskih lastnosti vode in vodne pare

- Geodetske točke in geodetske mreže

NEPARAMETRIČNI TESTI. pregledovanje tabel hi-kvadrat test. as. dr. Nino RODE

Fizikalne osnove svetlobe in fotometrija

p 1 ENTROPIJSKI ZAKON

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

vaja Izolacija kromosomske DNA iz vranice in hiperkromni efekt. DNA RNA Protein. ime deoksirbonukleinska kislina ribonukleinska kislina

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 12. november Gregor Dolinar Matematika 1

Transformator. Delovanje transformatorja I. Delovanje transformatorja II

KVANTNA FIZIKA. Svetloba valovanje ali delci?

8. Diskretni LTI sistemi

Fotometrija mersko vrednotenje svetlobe

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

Fotometrija mersko vrednotenje svetlobe

e 2 4πε 0 r i r j Ze 2 4πε 0 r i j<i

+105 C (plošče in trakovi +85 C) -50 C ( C)* * Za temperature pod C se posvetujte z našo tehnično službo. ϑ m *20 *40 +70

ZAKLJUČNI PROCESI V BIOTEHNOLOGIJI. Membranski separacijski procesi: diafiltracija, elektrodializa, reverzna osmoza, pervaporacija

Polarizacija laserske svetlobe

Poglavje 10. Molekule Kovalentna vez

antična Grčija - snov zgrajena iz atomov /rezultat razmišljanja/

Kvantni delec na potencialnem skoku

Frekvenčna analiza neperiodičnih signalov. Analiza signalov prof. France Mihelič

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

VALOVANJE UVOD POLARIZACIJA STOJEČE VALOVANJE ODBOJ, LOM IN UKLON INTERFERENCA

Seminar. Opis vzorca, pričakovani koncentracijski nivoji Argumentacija izbire analizne tehnike

NAVODILA ZA PRAKTIČNO DELO PRI VAJAH PREDMETA MERITVE V DELOVNEM OKOLJU. (Interno)

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Slika 1.120: Frekvenčne omejitve za različne fotopretvornike. Slika 1.121: Diagram relativnih občutljivosti v primerjavi s spektralno emisijo žarnice

Vaja 5: Spektrofotometrično določanje Cr (VI)

Laboratorij za termoenergetiko. Vodikove tehnologije

CO2 + H2O sladkor + O2

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

Masni spektrometer. Ionizacija molekul v plinih. M + e M *+ + 2e eV (70eV), t = s ABCD *+ ABC+ + D* AB + + CD* AB* + CD + vakum.

Video tehnologija. Video tehnologija. Gradniki video sistemov. Seminarske naloge

Gimnazija Ptuj. Mikroskop. Referat. Predmet: Fizika. Mentor: Prof. Viktor Vidovič. Datum: Avtor: Matic Prevolšek

Numerično reševanje. diferencialnih enačb II

50 odtenkov svetlobe

TRANSMISIJSKI ELEKTRONSKI MIKROSKOP - TEM

Gimnazija Krˇsko. vektorji - naloge

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Petek, 12. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

ZAPISKI PREDAVANJ IZ PREDMETA RAZSVETLJAVA. Andrej Orgulan

1 Michelsonov interferometer

11. Valovanje Valovanje. = λν λ [m] - Valovna dolžina. hitrost valovanja na napeti vrvi. frekvence lastnega nihanja strune

PRAKTIKUM RAZSVETLJAVA

Izločanje zdravilnih učinkovin iz telesa:

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Bojan Božič, Jure Derganc, Gregor Gomišček, Vera Kralj-Iglič, Janja Majhenc, Mojca Mally, Praktikum iz biofizike Študijsko leto 2017/2018

IZVODI ZADACI (I deo)

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 15. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Aleš Mrhar. kinetični ni vidiki. Izraženo s hitrostjo in maso, dx/dt očistkom

ODBOJNOSTNI SENZOR Z OPTIČNIMI VLAKNI

Svetlobni merilniki odbojnosti

Transcript:

Molekularna spektrometrija Absorpcija Fluorescenca Pojavi v snovi (posledica interakcije EM valovanje- snov): Elektronski prehodi Vibracije Rotacije Spekter Izvor svetlobe prizma Spekter Material, ki deloma absorbira svetlobo (vzorec) Nezasedene σ* orbitale π* Zasedene orbitale n π σ energija UV 1

Molekularna spektrometrija UV-VIS Elektronski prehodi (UV-VIS): Molekule: π π* n n* Atomi: Prehodi zunanjih elektronov Molekularna spektrometrija UV-VIS hν 170nm, foton Molekularna absorpcijska spektrometrija Vibracije (IR): Sprememba dolžine vezi A-B A-----B Rotacije (IR): Sprememba energije molekule zaradi rotacij 2

Molekularna absorpcijska spektrometrija Proces absorpcije: Vsako elektronsko stanje v molekuli spremlja niz vibracijskih nivojev Vsak vibracijski nivo sestavlja več rotacijskih nivojev. Posledica je zvezni absorpcijski spekter! Absorpcija Molekularni absorpcijski spekter A valovna dolžina 3

Molekularna absorpcijska spektrometrija Kvalitativna analiza: UV/VIS, IR Identifikacija snovi temelji na primerjavi absorpcijskega spektra neznanega vzorca z referenčno substanco! Predvsem IR spektroskopija!!! Absorpcijski spekter Absorbance 1.0 0.5 0.0 350 400 wavelength (nm) 450 Spektrofotometrija Kvantitativna analiza Osnova Beer-Lambert-ov zakon Predvsem UV/VIS Beerov-Lambert-ov zakon: Delež absorbirane svetlobe je eksponentna funkcija koncentracije analta in dolžine poti svetlobnega žarka skozi vzorec. 4

Spektrofotometrija P 0 c P b Spektrofotometrija- Beerov zakon dp = K.P dn P...intenziteta sevanja N...število delcev, ki absorbirajo K... konstanta P N dp = K dn P 0 0 P ln = K. N P 0 Spektrofotometrija- Beerov zakon Ker je število delcev, ki absorbirajo (N), odvisno od koncentracije in dolžine poti, velja: K.N =k'b.c k'... absorptivnost (vključuje tudi faktor za pretvorbo naravnega logaritma v desetiški logaritem 5

Spektrofotometrija- Beerov zakon Definiramo prepustnost (transmitanco) kot delež prepuščene svetlobe: in absorbanco: -log(t) =A P T = P 0 A= abc A...absorbanca Spekter Absorbanca valovna dolžina nm Beer Lambert-ov zakon A= ε.c.l 6

Kaj je komplementarna barva? Območje val. dolžin barva Komplementarna (nm) barva 400-435 Vijolična Rumeno-zelena 435-480 Modra Rumena 480-490 Modro-zelena Oranžna 490-500 Zeleno-modra Rdeča 500-560 Zelena Škrlatna 560-580 Rumeno-zelena Vijolična 580-595 Rumena Modra 595-650 Oranžna Modro-zelena 650-750 Rdeča Zeleno-modra Zakaj je raztopina Fe(SCN) 2 rdeče barve? Fe(SCN) 2 absorbira zeleno komponento vpadne polikromatske(bele) svetlobe in prepušča rdečo (komplementarno) barvo. Zakaj so rastline zelene? 7

Spektrofotometrija- primer 1 Izračunajte absorbanco za raztopino, ki pri 450 nm prepušča 89% svetlobe! T= 89/100 = 0,89 A = log(t) = -log (0,89) = 0,051 8

Spektrofotometrija Določevanje koeficienta absorptivnosti: Uporaba standardnih raztopin! (Standardne raztopine - raztopine z znano koncentracijo) Če izražamo koncentracijo v mol/l, govorimo o molarnem absorpcijskem koeficientu - ε. (? Enota) Spektrofotometrija- primer 2 Raztopina vsebuje 4,50 mg/l obarvane spojine. Izmerili smo absorbanco0,30 pri 530 nm v 2 cm celici kiveti. Izračunajte a! A= a.b.c. a- Absorptivnost, A- Absorbanca, b- dolžina poti, c-koncentracija a= A/b.c = 0,30/(2,00cm. 4,5mg/l) = 0,33 cm -1 mg -1 l Spektrofotometrija-primer 3 Raztopina Co(H 2 O) 2 ima absorbanco 0,20 pri 530 nm v 1,00 cm kiveti. ε je 10 L mol -1 cm -1. Izračunajte koncentracijo! A= ε.b.c C= A/(ε b) = 0,020 M 9

Spektrofotometrija-primer 4 Absorbanca raztopine z neznano koncentracijo MnO 4- je 0,500 pri 525 nm. Pri enakih pogojih je absorbanca 1,0x10-4 M raztopine 0,200. Izračunajte koncentracijo neznane raztopine! Ax εbcx = A εbc C x = 2,5 x10-4 M s x c = c x s Predpostavili smo linearno odvisnost absorbance od koncentracije! Spektrofotometrijamerjenje absorbance Vedno jo poizkušamo meriti pri valovni dolžini, ki ustreza maksimumu absorpcije. To nam zmanjša napake, izboljša občutljivost in zniža mejo zaznave. Spektrofotometrija A napaka pri merjenju λ enake variacije λ 10

Spektrofotometrijamerjenje absorbance Napake pri merjenju absorbance: Nizke koncentracije: majhne koncentracijske spremembe povzročijo velike spremembe v prepustnosti (T) Visoke koncentracije: spremembe v prepustnosti majhne. Optimalno območje: T: 20-80% Spektrofotometrija %T Majhne c velike T Majhne T velike c koncentracija Spektrofotometrija Relativna napaka vs. Prepustnost (T) Relativna napaka 80% 20% %T 11

Spektrofotometrija VEČKOMPONENTNI SISTEM Absorbanca je aditivna količina! A r = a 1 b 1 c 1 a 2 b 2 c 2 Če uporabimo isto kiveto: A r = (a 1 c 1 a 2 c 2 )b Spektrofotometrija-primer 5 Želimo določiti koncentracijo kovinskega kompleksa (MR), ki absorbira pri 522 nm (ε= 1,18.10 4 ) v prisotnosti 1.10-4 M raztopine reagenta (R) (ε = 5,16x10 2 ). Merjena absorbanca je 0,727 v 1,00 cm kiveti. Kakšna je koncentracija MR v raztopini? Spektrofotometrijaprimer 5.(nadalj) A r = ε MR c MR ε R c R 0,727 = 1,18x10 4 c MR ( 5,16x10 2 )(10-4 )M c M R = 5,72x10-5 M 12

Spektrofotometrija interakcije v raztopini A linearno območje vpilv ozadja C Spektroskopija- izvori (I) Izvori zveznega valovanja: VIS volframove žarnice (stabilen napajalnik!) UV devterijeve žarnice Spektrofotometrija-izvori 13

Spektroskopija- Izbira valovne dolžine Monokromatorji Zanima nas lahko izbrana valovna dolžina ali območje valovnih dolžin (»scan«) Ne glede na izvor, ne moremo doseči absolutne monokromatske svetlobe Črtasti izvori so ozpostavljeni Dopplerejemu efektu Pri monokromatorjih pa moramo upoštevati konstrukcijske značilnosti (širina reže) Spektroskopija- Izbira valovne dolžine (I) Filtri Absorpcijski filtri Interferenčni filtri Absorpcijski filtri propustnost prepuščena svetloba snov 1 snov 2 val. dolžina 14

Interferenčni filtri Interferenčni filter tanka plast CaF2 ali MgF2 lmax = 2d.n/N d debelina plasti n lomni količnik N red d Spektroskopija- Izbira valovne dolžine -Monokromatorji Prizme: Vidno, UV področje kremen IR NaCl, KCl Prednosti: Omogoča izbiro valovnih dolžin v širokem območju Cena Slabosti: Majhna disperzija (ločljivost) Svetloba prehaja skozi material, zato je omejeno območje valovnih dolžin (absorpcija!) Spektroskopija- Izbira valovne dolžine -Monokromatorji Uklonske mrežice Število zarez/mm UV/vis 300-2000 črt/mm IR 10-200 črt/mm Število vpliva na ločljivost! 15

Uklonska mrežica nλ = d(sin i sin r) i β r b i... vpadni kot r...kot odbitega žarka d...razdalja med zarezami n...red uklona λ...valovna dolžina β Spektroskopija-detektorji (I) Pretvorba optičnega signala v elektročni (merljivi ) signal. Izbira detektorja zavisi od valovne dolžine!) Spektroskopija-detektorji (II) Vrste detektorjev: val. Dolž. Mejena količina Področje fotocelica 150-1000 tok UV/vis fotopomnoževalka 150-1000 tok UV/vis»Solid state«350-3000 različno termočleni 600-20000 tok IR termistorji 600-20000 upor IR diode array 150-1000 tok UV/vis CCD UV-VIS 16

Spektroskopija-detektorji (III) Fotocelica: Fotoelektrični efekt: Foton, ki pade na katodo prekrito s posebno površino izbije elektron. Merimo tok, ki je proporcionalen številu fotonov, ki padejo na fotokatodo. Fotocelice imajo majhen»temni tok«, ki je posledica termičnih vplivov. Fotocelica katoda anoda 90 V - Spektroskopija-detektorji (IV) Fotopomnoževalke: Podobno fizikalno ozadje kot pri fotocelicah, s tem, da primarni fototok ojačimo na seriji dinod. 17

Fotopomnoževalka (I) konverzijska dinoda anoda okno dinoda Fotopomnoževalka (II) hν Fotodiodni niz Diode array Serija fotodiod, ki so razvrščene na integriranem vezju S to vrsto detektorja lahko hkrati merimo svetlobo različnih valovnih dolžin 18

Instrumenti za UV-VIS spektrometrijo Instrumenti za IR spektrometrijo Spektrofotometrijainstrumentacija Spektrofotometrijainstrumentacija Enožarkovni spektrometri Dvožarkovni spektrometri Večkanalni spektrometri Fluorimetri Enožarkovni sistem ENOŽARKOVNI SPEKTROFOTOMETER 3 1 2 4 5 6 1 svetlobni izvor 2 izbira valovne dolžine 3 zaklop 4 kiveta 5 detektor 6 zapis signala 19

Dvožarkovni sistem zrcalo v detektor izvor r monokromator čoper Enožarkovni sistem Filter Detektor žarnica vzorec 0 0 3 2 topilo Dvožarkovni sistem žarnica Filter B vzorec Detektor 0 0 3 2 topilo 20

Primer:Spektrofotometrično določevanje železa: Temelji na nastanku tiocianatnega kompleksa(fe(scn) 2 ),kiimamaksimum absorpcije pri zeleni barvi. Pri spektrofotometriji moramo torej izbrati komplementarno barvo svetlobe glede na barvo komponente, ki jo želimo določiti. Območje val. dolžin barva Komplementarna (nm) barva 400-435 Vijolična Rumeno-zelena 435-480 Modra Rumena 480-490 Modro-zelena Oranžna 490-500 Zeleno-modra Rdeča 500-560 Zelena Škrlatna 560-580 Rumeno-zelena Vijolična 580-595 Rumena Modra 595-650 Oranžna Modro-zelena 650-750 Rdeča Zeleno-modra 跠 С 21