紫外線可視分光法の原理は何ですか?

紫外可視分光法の原理

UV-可視分光法は、化学物質による紫外線 (UV) または可視光の吸収を測定するために使用される技術です。この吸収により、分子の電子構造に関する情報が得られ、科学研究と産業の両方において定性的および定量的分析を行うための貴重なツールとなります。

本質的に、UV-可視分光法の基本原理は分子内の電子遷移に基づいています。分子が光を吸収すると、電子は低いエネルギー レベルから高いエネルギー レベルに昇格します。これらの遷移に必要なエネルギーは、UV または可視光の光子のエネルギーと一致します。

UV-可視分光法の定量的側面は、物質による光の吸収がその濃度と物質を通過する光の経路長に正比例するという、ランベルト・ベールの法則に基づいています。ランベルト・ベールの法則の式はA = εlcです。ここで、 Aは吸光度、 εはモル吸光係数、 lは経路長、 cは吸収種の濃度です。

紫外可視分光計のコンポーネント

• 光源: UV および可視光を提供します。UV 範囲では重水素ランプが一般的に使用され、可視光ではタングステンハロゲンランプが使用されます。
• モノクロメーター:光の個々の波長を分離します。
• サンプル ホルダー:通常はキュベットのような透明な容器に溶液としてサンプルが入っています。
• 検出器:サンプルを通過した後の光の強度を測定します。
• 読み出し装置:検出器信号を有用な吸光度データに変換する電子装置。

このプロセスは光源からの光の放出から始まり、その光はモノクロメータを通過して目的の波長を選択します。次に、単色光はサンプルを通過し、そこで吸収される可能性があります。検出器はサンプルから放出される光の強度を記録し、サンプルに入る前の光の強度と比較します。

強度の差はサンプルによる吸光度によるもので、ランベルト・ビールの法則を使用して吸光度値として計算されます。吸光度スペクトルを分析することで、分析対象物の濃度を決定したり、化学反応速度論を研究したり、固有の吸収特性に基づいて物質を特定したりすることができます。

紫外可視分光法の応用

• 医薬品中の薬物の定量分析。
• 有機汚染物質を検出して水質を分析します。
• 有機化合物中の共役系の識別。
• 生化学におけるタンパク質と核酸の濃度の推定。
• 化学反応における平衡定数の決定。

紫外可視分光法は、分子による光の吸収に基づいた基本的な分析ツールであり、物質の分子構造と濃度に関する重要な情報を提供します。