Was ist das Prinzip der Spektralphotometrie?
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Prinzip der Spektrophotometrie
Spektrophotometrie ist eine quantitative Messung der Reflexions- oder Transmissionseigenschaften eines Materials als Funktion der Wellenlänge. Dabei wird ein Spektralphotometer verwendet, ein Instrument, das die von einer Probe absorbierte Lichtmenge misst. Das Prinzip basiert auf dem Lambert-Beerschen Gesetz, das die Lichtabsorption mit den Eigenschaften des Materials in Beziehung setzt, durch das das Licht hindurchgeht.
Beer-Lambert-Gesetz
Das grundlegende Prinzip der Spektrophotometrie ist das Lambert-Beersche Gesetz , das besagt, dass zwischen der Absorption einer Probe und der Konzentration der absorbierenden Spezies in dieser Probe eine lineare Beziehung besteht, vorausgesetzt, dass andere experimentelle Bedingungen konstant bleiben. Das Gesetz wird üblicherweise als A = εlc ausgedrückt, wobei A die gemessene Absorption, ε der molare Absorptionskoeffizient, l die Weglänge durch die Probe und c die Konzentration der absorbierenden Spezies ist.
Schritte der Spektrophotometrie
- Lichtquelle : Eine Lichtquelle sendet einen Lichtstrahl aus, der einen Bereich von Wellenlängen umfasst.
- Monochromator : Dieses Gerät isoliert eine einzelne Wellenlänge (oder ein schmales Wellenlängenband) aus dem Lichtstrahl, der dann auf die Probe gerichtet wird.
- Interaktion mit der Probe : Das ausgewählte Licht interagiert mit der Probe. Die Probe absorbiert einen Teil des Lichts, der Rest geht durch (oder wird durchgelassen).
- Detektor : Ein Detektor misst die Intensität des durchgelassenen Lichts. Die von der Probe absorbierte Lichtmenge wird durch Vergleich der Lichtintensität vor und nach dem Durchgang durch die Probe bestimmt.
- Ausgabe : Das Spektralphotometer berechnet die Absorption oder Transmission der Probe basierend auf den Intensitätsmessungen und zeigt das Ergebnis an oder zeichnet es auf.
Anwendungen der Spektrophotometrie
Die Spektrophotometrie wird in vielen Bereichen wie Chemie, Physik, Biologie und Medizin eingesetzt. Typische Anwendungsgebiete sind die Bestimmung der Konzentration einer bestimmten Substanz in einer Mischung, die Untersuchung von Reaktionskinetiken, die Qualitätskontrolle in der Fertigung und die Analyse von Umweltschadstoffen.
Das Verständnis der Prinzipien der Spektrophotometrie ist für die genaue Interpretation der Ergebnisse von entscheidender Bedeutung und stellt in vielen wissenschaftlichen Disziplinen eine grundlegende Technik dar.