اسپکتروفتومتری چیست

اسپکتروفتومتری چیست؟

اسپکتروفتومتری یا طیف سنجی روشی است که با استفاده از عبور نور از یک آنالیت در یک محلول شیمیایی و تعیین میزان جذب و عبور نور از آن به تعیین خصوصیات آن آنالیت و ماده شیمیایی می‌پردازد.سکوبندی آزمایشگاهی نور مورد استفاده طیفی از انرژی الکترومغناطیس می­‌باشد که هر طیف نوری دارای طول موج و فرکانس مشخصی است.

کاربردهای اسپکتروفتومتر UV/VIS

استفاده از اسپکتروفتومتر برای اندازه طول موج های ثابت

ساده ترین کاربرد یک دستگاه اسپکتروفتومتر، اندازه گیری طول موج ثابت (FW) است. طول موج ثابت بصورت یک یا چندگانه اندازه گیری شده و نتیجه اندازه گیری مانند سایر انواع اندازه گیری ها، در قالب ضریب جذب یا عبور گزارش داده می‌شود. برای دستیابی به نتایج نهایی (برای مثال غلظت یک ماده) محاسبات متعددی انجام می‌پذیرد.

کاربرد اندازه گیری طول موج ثابت در صنایع غذایی و آشامیدنی

دستگاه اسپکتروفتومتر UV/VIS در صنایع غذایی و آشامیدنی برای کنترل و بهبود کیفیت و قوام محصولات بکار می‌رود. علاوه براین، اثرات مواد بسته بندی و نگهدارنده ها و همچنین فرایندهای تخریب شیمیایی را می‌توان با بوسیله اسپکتروفتومتری UV/VIS مشاهده نمود.

یکی از رایج ترین کاربردهای اسپکتروفتومتری بررسی خلوص روغن زیتون است. با استفاده از این روش روغن زیتون به سه بخش “فرابکر”، “بکر” و “معمولی” طبقه بندی می‌شود. برای ارزیابی روغن زیتون بر اساس ویژگی های جذب برخی مولکول‌ها در طیف UV/VIS، استانداردهایی در نظر گرفته شده است. روغن زیتون حاوی 98% تری گلیسیرید است. اسیدهای چرب اشباع نشده در روغن، مستعد تجزیه و اکسیداسیون هستند. اکسیداسیون اسیدهای چرب آزاد باعث تشکیل پراکسید می‌شود. این فرآیند با گذشت زمان منجر به تخریب و فاسد شدن روغن زیتون می‌شود. علاوه بر پارامترهای دیگر، این اثر توسط دی ان ها و تری ان های مزدوج اسیدهای چرب اشباع نشده (پیوندهای دوگانه C=C) که در محدوده 230 تا 270 nm جذب می‌شوند، ارزیابی می‌گردد.

استانداردهای کمیته بین المللی زیتون (IOC) آستانه اندازه گیری روغن زیتون فوق بکر، بکر و غیره را درجه‌بندی می‌کند. کیفیت روغن با مشاهده میزان جذب محلولی با غلظت 1% در ایزوپروپانول 200 تا 400 nm، تعیین می‌گردد. افزایش میزان جذب در محدوده طیفی 200 تا 400 nm منجر به اکسایش و در نتیجه افت کیفیت روغن می‌شود. تشخیص ترکیبات اکسید شده و همچنین اندازه گیری احتمال وجود ناخالصی در روغن های تصفیه شده نشان می‌دهد که میزان جذب در K232 nm، K270 nm و Δk با اکسیداسیون مرتبط است. در شکل زیر، روغن زیتون با کیفیت فرابکر در طیف فرابنفش هیچ پیکی ندارد؛ در حالیکه روغن زیتون های بی‌کیفیت معمولی که بعنوان روغن زیتون درجه 4 و 5 ارائه شده‌اند، دارای پیک مشخصی می‌باشند.

کاربرد FW در صنعت شیمیایی

اسپکتروسکوپی جذب UV یکی از بهترین روش‌هایی است که برای اندازه گیری محلول های آلی کاربرد دارد. قله‌های اضافی که در طول موج های خاصی ظاهر می‌شوند حاکی از وجود ناخالصی در نمونه موردنظر است.

کنترل خلوص الکل، بارزترین کاربرد FW در صنعت شیمی است که از دیگر کاربرد های اسپکتروفتومتر به حساب می‌آید. الکل خالص، نور را در طول موج 210 nm جذب می‌نماید. اگر الکل توسط بنزن آلوده شود، نور را در طول موج 280 nm جذب خواهد کرد. با اندازه گیری طیف UV/VIS نتیجه گیری می‌شود که در صورت وجود پیک اضافی در طول موج 280nm، نمونه دارای ناخالصی است!

کاربرد اسپکتروفتومتری در تعیین غلظت بوسیله آنالیز کمی

کاربرد اسپکتروفتومتر در تعیین غلظت ماده نیز موثر است. مشخص کردن غلظت یک ماده با استفاده از اسپکتروسکوپی UV/VIS بر اساس قانون بیر لمبرت انجام می‌پذیرد. این قانون بیان می‌کند که میزان جذب یک محلول با غلظت ماده جاذب در طول مسیر کووت، رابطه مستقیم دارد. بنابراین، اسپکتروسکوپی UV/VIS در یک مسیر ثابت برای تعیین غلظت ماده جاذب در محلول به کار می‌رود. با این وجود، لازم است بدانیم که با تغییر غلظت، میزان جذب چه مقدار تغییر می‌کند. این مقادیر را می‌توان با مراجعه به جدول های ضریب جذب یا منحنی کالیبراسیون تعیین کرد.

اولین مرحله در آنالیز کمی، انتخاب طول موج مناسب است. طول موج بطور رندوم در پیک ماکزیمم جذب انتخاب می‌شود، زیرا حداکثر میزان تغییر در جذب درصورت تغییر معین غلظت مشاهده می‌شود. این امر میزان حساسیت و دقت اندازه گیری را افزایش می‌دهد. بنابراین، اثر نسبی سایر مواد و ناخالصی‌ها کمتر است. علاوه بر این، با تغییر طول موج، تغییر کمتری در میزان جذب مشاهده می‌شود و مقادیر اندازه گیری شده تحت تاثیر خطاهای کوچکی که در تنظیم طول موج رخ می‌دهد، قرار نمی‌گیرند.

https://hakimazma.com/%d8%af%d8%b3%d8%aa%da%af%d8%a7%d9%87/%d8%a2%d9%88%d9%86/

دومین مرحله در آنالیز کمی، اندازه گیری استانداردهای شناخته شده در طول موج انتخابی است. مقادیر جذب این داده‌ها در خلاف جهت افزایش غلظت است. منحنی کالیبراسیون مورد استفاده در آنالیزهای اسپکتروفتومتر، یک نمونه را با دقت بالایی تشخیص می‌دهد. غلظت مواد نیز در محدوده مناسبی قرار دارد. اگرچه می‌توان برای اندازه گیری داده ها از یک واحد غلظت نیز استفاده کرد؛ اما در ایده آل ترین حالت، سه غلظت مختلف از نمونه برای اندازه گیری دقیق مورد نیاز است. در واقع با استفاده از پنج غلظت مختلف، منحنی کالیبراسیون دقیق تری ایجاد می‌شود.

بین میزان جذب و غلظت یک رابطه خطی ارائه شده است. همچنین منحنی رگرسیون مرتبه اول را می‌توان بر روی نقاط داده ترسیم نمود. در نتیجه نمونه ای با غلظت نامعلوم را می‌توان با استفاده از منحنی کالیبراسیون شناسایی کرد.