İçeriğe atla

Morötesi-görünür bölge spektroskopisi

Vikipedi, özgür ansiklopedi

 

Beckman DU640 UV-Vis spektrofotometre

Morötesi-görünür bölge spektroskopisi (UV-Vis veya UV-VIS ) [1] [2] [3] elektromanyetik spektrumun morötesi ve ona bitişik olan görünür bölgelerinde gerçekleştirilen soğurma spektroskopisini veya yansıma spektroskopisini ifade eder. [2] Nispeten ucuz ve kolay uygulanabilir bir yöntem olması sayesinde, bu teknik hem temel bilimlerde hem de çeşitli uygulamalı alanlarda yaygın biçimde kullanılmaktadır. Yöntemin tek gerekliliği, numunenin morötesi-görünür bölgede ışık soğurganlığı yapması, yani bir kromofor olmasıdır. Soğurma spektroskopisi floresans spektroskopisinin tamamlayıcısıdır. Ölçümde dalga boyunun yanı sıra ilgi çeken başlıca parametreler; soğurganlık (A), geçirgenlik (%T) veya yansıma (%R) ve bunların zamanla gösterdiği değişimlerdir. [4]

UV-Vis spektrofotometresi, bir numunenin morötesi (UV) ve görünür ışığı ne kadar emdiğini ölçen analitik bir cihazdır. Kimya, biyokimya ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılan bu teknik, çeşitli numunelerdeki bileşikleri tanımlamak ve miktarlarını belirlemek amacıyla kullanılır. [5]

UV-Vis spektrofotometreleri, bir ışık demetini numunenin içinden geçirerek her dalga boyunda ne kadar ışığın emildiğini ölçerek çalışır. Soğurma miktarı, numunedeki ışığı emen bileşiğin derişimiyle orantılıdır.

Optik geçişler

[değiştir | kaynağı değiştir]

Çoğu molekül ve iyon, morötesi ya da görünür aralıktaki enerjiyi emer; yani bunlar kromofordur. Emilen foton, kromofordaki bir elektronu daha yüksek enerjili moleküler orbitallere uyararak uyarılmış duruma geçmesine neden olur. [6] Organik kromoforlar için dört olası geçiş türü varsayılır: π–π*, n–π*, σ–σ* ve n–σ*. Geçiş metali kompleksleri, tamamlanmamış d orbitalleriyle ilişkili birden fazla elektronik duruma sahip olmaları nedeniyle genellikle renklidir; yani görünür ışığı emerler.[7]

Uygulamalar

[değiştir | kaynağı değiştir]
Bir UV-Vis çıktısı örneği

UV-Vis, DNA'daki yapısal değişiklikleri izlemek için kullanılabilir. [8]

UV-Vis spektroskopisi, analitik kimyada geçiş metali iyonları, yüksek derecede eşlenik organik bileşikler ve biyolojik makromoleküller gibi çeşitli analizlerin ya da numunelerin nicel belirlenmesinde rutin olarak kullanılır. Spektroskopik analizler genellikle çözeltilerde yapılsa da, katılar ve gazlar da incelenebilir.

  • Organik bileşikler, özellikle yüksek derecede eşlenikliğe sahip olanlar, elektromanyetik spektrumun UV veya görünür bölgelerindeki ışığı da emerler. Bu analizlerde çözücü olarak genellikle suda çözünebilen bileşikler için su, organik çözünebilen bileşikler için ise etanol kullanılır. (Organik çözücüler önemli derecede UV soğurumu yapabilir; bu yüzden tüm çözücüler UV spektroskopisi için uygun değildir. Etanol ise çoğu dalga boyunda çok zayıf soğurum gösterir.) Çözücünün polaritesi ve pH değeri, bir organik bileşiğin soğurum spektrumunu etkileyebilir. Örneğin, tirozin, pH 6’dan 13’e yükseldiğinde veya çözücü polaritesi azaldığında soğurum maksimumu ve molar sönüm katsayısında artış gösterir.
  • Yük aktarım kompleksleri de renk oluşumuna neden olur, ancak bu renkler genellikle nicel ölçümler için kullanılmayacak kadar yoğundur

Beer–Lambert yasası, bir çözeltinin soğurumunun, çözelti içindeki emici türün derişimi ve ışığın geçtiği yol uzunluğuyla doğru orantılı olduğunu belirtir. [9] Böylece, sabit bir yol uzunluğu için UV-Vis spektroskopisi, bir çözeltideki emici maddenin derişimini belirlemek amacıyla kullanılabilir. Absorbansın derişimle ne kadar hızlı değiştiğinin bilinmesi gerekir. Bu değer, referanslardan (molar söndürüm katsayısı tablolarından) alınabilir ya da daha doğru sonuç için bir kalibrasyon eğrisinden belirlenebilir.

Bir UV-Vis spektrofotometresi, HPLC için bir dedektör olarak kullanılabilir. Bir analitin varlığı, konsantrasyonla orantılı olduğu varsayılan bir yanıt verir. Doğru sonuçlar elde etmek için, cihazın bilinmeyen numunedeki analite verdiği yanıt, bir standarda verdiği yanıtla karşılaştırılmalıdır; bu, kalibrasyon eğrilerinin kullanımına oldukça benzer. Belirli bir konsantrasyon için elde edilen yanıt (örneğin, pik yüksekliği) yanıt faktörü olarak adlandırılır.

Soğurganlık piklerinin dalga boyları, bir moleküldeki bağ türleriyle ilişkilendirilebilir ve bu da moleküldeki fonksiyonel grupların belirlenmesinde önemli bir ipucu sağlar. Örneğin Woodward–Fieser kuralları, dienler ve ketonlar gibi eşlenik organik bileşikler için en yoğun UV-Vis soğurumunun dalga boyu olan λmax değerini tahmin etmekte kullanılan ampirik gözlemler bütünüdür. Ancak spektrum tek başına herhangi bir numune için özgül bir test değildir. Kullanılan çözücünün niteliği, çözeltinin pH’ı, sıcaklık, yüksek elektrolit konsantrasyonları ve girişim yapan maddelerin varlığı absorpsiyon spektrumunu etkileyebilir. Spektrofotometrenin yarık genişliği (etkin bant genişliği) gibi deneysel değişkenler de spektrumu değiştirebilir. UV-Vis spektroskopisini analizde kullanabilmek için bu değişkenlerin kontrol altına alınması ya da dikkate alınması gerekir.[10]

Bu yöntem en sık, çözeltideki ışığı soğuran bir türün derişimini nicel olarak belirlemek amacıyla, Beer–Lambert yasası kullanılarak uygulanır:[11]

,

Burada A ölçülen soğurum değeridir (resmi olarak boyutsuzdur ancak genellikle soğurum birimi (AU) olarak raporlanır), belirli bir dalga boyunda örneğe gelen ışığın şiddetini, örnekten geçen (iletim) ışığın şiddetini, L örnek içerisinden geçen ışığın yol uzunluğunu ve c ise soğurucu türün derişimini ifade eder. Her tür ve dalga boyu için ε, molar soğurganlık ya da sönümlenme katsayısı olarak bilinen bir sabittir. Bu sabit, belirli bir çözücüde, belirli sıcaklık ve basınç altında, moleküle özgü temel bir özelliktir ve birimi şeklindedir.

Soğurum ve sönümlenme ε bazen 10 tabanlı logaritma yerine doğal logaritma cinsinden tanımlanır.

Beer–Lambert yasası, birçok bileşiğin tanımlanmasında kullanışlıdır ancak tüm maddelerin derişimi ile absorpsiyonu arasında evrensel bir ilişki sunmaz. Soğurum ile derişim arasında, çok büyük ve karmaşık moleküller için (örneğin, organik boyalar olan ksilenol turuncusu veya nötral kırmızı gibi) bazen ikinci dereceden polinomsal bir ilişkiyle karşılaşılır.[12][13] [14]

UV–Vis spektroskopisi, yarı iletken endüstrisinde bir wafer üzerindeki ince filmlerin kalınlığını ve optik özelliklerini ölçmek için de kullanılır. UV–Vis spektrometreleri, ışığın yansıtma oranını ölçmekte kullanılır ve ölçülen spektral aralık boyunca ilgili filmin kırılma indisi (𝑛) ve söndürüm katsayısını (𝑘) belirlemek amacıyla Forouhi–Bloomer dispersiyon denklemleri aracılığıyla analiz edilebilir. [15]

Uygulama konusundaki hususlar

[değiştir | kaynağı değiştir]

Beer–Lambert yasasının geçerli olabilmesi için deneysel olarak sağlanması gereken örtük varsayımlar vardır; aksi takdirde yasadan sapmalar meydana gelebilir.[16] Örneğin, bir numunenin kimyasal bileşimi ve fiziksel ortamı, söndürüm katsayısını değiştirebilir. Bu nedenle, bir test numunesinin kimyasal ve fiziksel koşullarının, geçerli sonuçlar elde edilebilmesi için referans ölçümlerle uyumlu olması gerekir. Dünya genelinde, Amerikan (USP) ve Avrupa (Ph. Eur.) gibi farmakopeler, spektrofotometrelerin kaçak ışık[17] ve dalga boyu doğruluğu[18] gibi unsurları kapsayan sıkı düzenleyici gerekliliklere uygun çalışmasını zorunlu kılar.

Spektrum bant genişliği

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir spektrofotometrenin spektrum bant genişliği, cihazın belirli bir anda numuneden geçirdiği dalga boylarının aralığını ifade eder. [19] Spektrum bant genişliği; ışık kaynağı, monokromatör, onun fiziksel yarık genişliği ve optik serpinim ile spektrofotometrenin dedektörü tarafından belirlenir. Spektrum bant genişliği, ölçümün çözünürlüğünü ve doğruluğunu etkiler. Daha dar bir spektrum bant genişliği, daha yüksek çözünürlük ve doğruluk sağlar; ancak tüm spektrumu taramak için daha fazla zaman ve enerji gerektirir. Daha geniş bir spektrum bant genişliği ise taramayı daha hızlı ve kolay hâle getirir, fakat özellikle soğurum pikleri çakışan numunelerde daha düşük çözünürlük ve doğrulukla sonuçlanabilir. Bu nedenle, güvenilir ve hassas sonuçlar elde edebilmek için uygun bir spektrum bant genişliğinin seçilmesi önemlidir.

Numune hücresine gelen ışığın tek dalga boyuna sahip (monokromatik) bir ışın kaynağından olması, yanıtın doğrusallığını artırmak açısından önemlidir.[20] Bant genişliği monokromatikliğe (yani tek bir dalga boyu birimi iletimine) ne kadar yakınsa, yanıt da o kadar doğrusal olur. Spektrum bant genişliği, monokromatörden çıkan ışığın maksimum şiddetinin yarısında iletilen dalga boyu sayısı olarak ölçülür.

Elde edilebilecek en iyi spektrum bant genişliği, UV spektrofotometrenin bir özelliğidir ve gelen ışığın ne derece monokromatik olabileceğini gösterir. Bu bant genişliği, numunedeki soğurum pikinin genişliğiyle karşılaştırılabilir ya da ondan büyükse, ölçülen söndürüm katsayısı doğru olmayacaktır. Referans ölçümlerinde, cihazın bant genişliği (gelen ışığın bant genişliği) spektrum piklerin genişliğinin altında tutulur. Bir test maddesi ölçülürken de, gelen ışığın bant genişliği yeterince dar olmalıdır. Spektrum bant genişliği azaltıldığında, dedektöre iletilen enerji azalır; bu da aynı sinyal/gürültü oranına ulaşmak için daha uzun bir ölçüm süresi gerektirir.

Dalga boyu hatası

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir çözeltideki bir analitin söndürüm katsayısı, dalga boyuna bağlı olarak kademeli biçimde değişir. Soğurum dalga boyuyla karşılaştırıldığı bir grafikte, yani UV-Vis spektrumunda bir tepe noktası (soğurumun en yüksek olduğu dalga boyu), soğurumun dalga boyuna göre değişim hızının en düşük olduğu yerdir. [21] Bu nedenle, bir çözücünün nicel ölçümleri genellikle absorbans tepesine yakın bir dalga boyunda yapılır; böylece, söndürüm katsayısının dalga boyuna bağlı değişiminden kaynaklanan dalga boyu hatalarının yol açabileceği yanlışlıklar en aza indirilmiş olur.

Kaçak ışık

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bir UV spektrofotometrede kaçak ışık[22], monokromatör tarafından seçilen dalga boyuna ait olmayan ancak dedektöre ulaşan herhangi bir ışıktır. Bu durum örneğin, cihaz içindeki ışık saçılması ya da optik yüzeylerden yansıma gibi nedenlerle oluşabilir.

Kaçak ışık, özellikle yüksek soğurganlık değerlerinde, soğurganlık ölçümlerinde önemli hatalara yol açabilir; çünkü seçilen dalga boyuna ait olmamasına rağmen dedektör tarafından algılanan sinyale eklenir. Bunun sonucunda, ölçülen ve raporlanan soğurganlık, numunenin gerçek soğurganlığından daha düşük olur.

Kaçak ışık, analizde kullanılan ışığın saflığını belirlediği için önemli bir faktördür. Bunu etkileyen en önemli unsur ise monokromatörün kaçak ışın düzeyidir.[23]

UV-Vis spektrofotometrede kullanılan dedektör genellikle geniş bantlıdır; kendisine ulaşan tüm ışığa tepki verir. Numuneden geçen ışığın önemli bir kısmı, nominal değerden çok daha düşük söndürüm katsayılarına sahip dalga boylarını içeriyorsa, cihaz soğurganlığı gerçekte olduğundan daha düşük olarak raporlar. Her cihazda, numune derişimindeki artışın raporlanan soğurganlıkta bir artışa yol açmadığı bir eşik noktası vardır; çünkü dedektör yalnızca kaçak ışığa tepki vermeye başlamıştır. Uygulamada, bilinmeyen soğurganlığın cihaz için geçerli bir aralıkta kalması sağlanmak üzere, ya numunenin derişimi ya da optik yol uzunluğu ayarlanmalıdır. Bazen de cihazın doğrusal olmamaya başladığı bölgelerde ölçüm yapılabilmesi için, bilinen derişimlerdeki numuneler kullanılarak deneysel bir kalibrasyon fonksiyonu geliştirilir.

Genel bir ölçüt olarak, tek monokromatörlü bir UV-Vis spektrofotometrenin kaçak ışın seviyesi yaklaşık 3 AU civarındadır; bu da 2 AU’nun üzerindeki soğurganlık ölçümlerinin güvenilirliğini düşürür. Buna karşılık, çift monokromatörlü daha gelişmiş cihazlarda kaçak ışın seviyesi yaklaşık 6 AU’ya ulaşabilir ve bu sayede çok daha geniş bir soğurganlık aralığında doğru ölçümler yapılabilir.

Beer-Lambert yasasından sapmalar

[değiştir | kaynağı değiştir]

Yeterince yüksek derişimlerde, soğurma bantları doygunluğa ulaşır ve soğurma yassılaması görülür. Soğurganlık tepe noktası yassılaşmış gibi görünür; çünkü ışığın neredeyse %100’ü zaten soğurulmaktadır. Bu durumun gerçekleştiği derişim, ölçülen bileşiğe bağlıdır. Bu etkiyi test etmenin bir yolu, ölçümde kullanılan optik yol uzunluğunu değiştirmektir. Beer–Lambert yasasında, derişim ve yol uzunluğu değişkenleri eşdeğer etki yapar—bir çözeltinin 10 kat seyreltilmesiyle yol uzunluğunun 10 kat kısaltılması aynı sonucu verir. Farklı yol uzunluklarına sahip hücreler mevcutsa, bu ilişkiyi test etmek, soğurma yassılaşmasının olup olmadığını anlamanın bir yoludur.

Homojen olmayan çözeltiler, soğurma yassılaşması olgusu nedeniyle Beer–Lambert yasasından sapmalar gösterebilir. Bu durum örneğin, soğurucu maddenin askıda duran parçacıklar içinde bulunması halinde ortaya çıkabilir.[24] [25] Sapmalar düşük konsantrasyon ve yüksek absorbans koşullarında daha belirgin olacaktır. Son referans bu sapmayı düzeltmenin bir yolunu anlatıyor. Bu sapmalar, en belirgin şekilde düşük derişim ve yüksek soğurganlık koşullarında ortaya çıkar. Son kaynak, bu sapmayı düzeltmenin bir yolunu açıklamaktadır.

Bazı çözeltiler, örneğin suda çözünmüş bakır(II) klorür, belirli bir derişimde görsel olarak değişir; bu, renkli iyonun (iki değerlikli bakır iyonunun) çevresindeki koşulların değişmesinden kaynaklanır. Bakır(II) klorür için bu, maviden yeşile bir geçiş anlamına gelir[26] ve bu da monokromatik ölçümlerin Beer–Lambert yasasından sapmasına yol açabilir.

Ölçüm belirsizliği kaynakları

[değiştir | kaynağı değiştir]

Yukarıda belirtilen faktörler, UV-Vis spektrofotometri ile elde edilen sonuçların ölçüm belirsizliğine katkıda bulunur. UV-Vis spektrofotometri nicel kimyasal analizde kullanıldığında, sonuçlar ayrıca ölçülen bileşiklerin ve/veya çözeltilerin doğasından kaynaklanan belirsizlik etkenlerinden etkilenir. Bu etkenler arasında, soğurma bantlarının çakışmasından kaynaklanan spektral girişimler, soğurucu türün renginin solması (bozunma veya tepkime sonucu) ve numune ile kalibrasyon çözeltisi arasındaki bileşim uyumsuzluğu yer alır.[27]

Morötesi-görünür spektrofotometre

[değiştir | kaynağı değiştir]

Morötesi-görünür bölge spektroskopisinde kullanılan cihaza UV-Vis spektrofotometre denir. Bu cihaz, bir ışığın numuneden geçtikten sonraki şiddetini (𝐼) ölçer ve bunu, numuneden geçmeden önceki ışık şiddetiyle (𝐼₀) karşılaştırır. 𝐼 / 𝐼₀ oranına geçirgenlik denir ve genellikle yüzde olarak, (%T) şeklinde ifade edilir. Soğurganlık (𝐴) ise geçirgenliğe dayalı olarak hesaplanır:

Morötesi–görünür bölge spektrofotometresi, yansıma ölçümü yapacak şekilde de yapılandırılabilir. Bu durumda, spektrofotometre bir numuneden yansıyan ışığın şiddetini (𝐼) ölçer ve bunu bir referans malzemeden (örneğin beyaz bir seramik levha) yansıyan ışığın şiddetiyle (𝐼₀) karşılaştırır. 𝐼 / 𝐼₀ oranına yansıtma denir ve genellikle yüzde (%) olarak, (%R) şeklinde ifade edilir.

Bir spektrofotometrenin temel bileşenleri; bir ışık kaynağı, numune için bir tutucu, farklı dalga boylarındaki ışığı ayırmak için bir kırınım ızgarası veya prizma ve bir dedektördür. Işınım kaynağı olarak genellikle tungsten filamentli lamba (300–2500 nm), morötesi bölge boyunca sürekli ışık veren döteryum ark lambası (190–400 nm), 160 ile 2000 nm arasında sürekli ışık veren ksenon ark lambası ya da son zamanlarda görünür dalga boyları için ışık yayan diyotlar (LED) kullanılır.[28] Dedektör olarak genellikle fotomultiper tüp, fotodiyot, fotodiyot dizisi ya da yük bağlaşımlı aygıt (CCD) kullanılır. Tekli fotodiyot dedektörler ve fotomultiper tüpler, yalnızca tek bir dalga boyundaki ışığın aynı anda dedektöre ulaşmasını sağlayan taramalı monokromatörlerle birlikte kullanılır. Tarama yapan monokromatör, kırınım ızgarasını hareket ettirerek her bir dalga boyunu sırayla geçirir ve böylece ışık şiddeti dalga boyuna bağlı olarak ölçülebilir. Sabit monokromatörler ise CCD’ler ve fotodiyot dizileriyle birlikte kullanılır. Bu aygıtlar, bir ya da iki boyutlu diziler hâlinde gruplanmış çok sayıda dedektörden oluştuğu için, farklı dalga boylarındaki ışığı farklı pikseller veya piksel grupları üzerinde aynı anda toplayabilir.

Çift ışınlı UV-görünür bölge spektrofotometresinin basitleştirilmiş şeması

Bir spektrofotometre, tek ışınlı ya da çift ışınlı olabilir. Tek ışınlı bir cihazda (mesela Spectronic 20), ışığın tamamı numune hücresinden geçer. 𝐼₀ değeri, numune çıkarılarak ölçülmelidir. Bu tasarım, spektrofotometrenin en eski biçimidir ve hem eğitim hem de endüstriyel laboratuvarlarda hâlâ yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çift ışınlı bir cihazda, ışık numuneye ulaşmadan önce iki ışına ayrılır. Bu ışınlardan biri referans olarak kullanılırken, diğeri numuneden geçer. Referans ışının şiddeti %100 geçirgenlik (ya da 0 soğurganlık) olarak kabul edilir ve ekranda gösterilen değer, iki ışının şiddetlerinin oranıdır. Bazı çift ışınlı cihazlarda iki dedektör (fotodiyot) bulunur ve numune ile referans ışınları aynı anda ölçülür. Diğer bazı cihazlarda ise ışınlar bir ışın kıyıcıdan geçirilir; bu parça, ışınlardan birini her seferinde engelleyerek dedektörün numune ve referans ışınlarını sırayla ölçmesini sağlar. Işın kıyıcı döngüsünde bir ya da birden fazla karanlık aralık da olabilir. Bu durumda, ölçülen ışın şiddetleri, oran hesaplanmadan önce karanlık aralıkta ölçülen şiddet çıkarılarak düzeltilir.

Tek ışınlı bir cihazda, yalnızca çözücü içeren küvet önce ölçülmelidir. Mettler Toledo, morötesi-görünür (UV-Vis) aralıkta hızlı ve doğru ölçümler yapılmasını sağlayan tek ışınlı dizili bir spektrofotometre geliştirmiştir. Işık kaynağı, morötesi (UV), görünür (VIS) ve yakın kızılötesi dalga boyu bölgelerini kapsayan 190 ila 1100 nm aralığında spektral aralığa sahip bir ksenon flaş lambasından oluşur. Lamba flaşları, numune çözeltisini içeren küvet üzerine yönlendirilen bir cam fiber üzerine odaklanır. Işık demeti numuneden geçerken, belirli dalga boyları numunedeki bileşenler tarafından soğurulur. Küvetten sonra kalan ışık, bir cam fiber tarafından toplanır ve bir spektrografa yönlendirilir. Spektrograf, ışığı farklı dalga boylarına ayıran bir kırınım ızgarası ile bu verileri kaydeden bir CCD sensörden oluşur. Böylece tüm spektrum aynı anda ölçülerek hızlı veri kaydı sağlanır.[29]

UV-Vis spektrofotometri için kullanılan numuneler çoğunlukla sıvıdır; ancak gazların ve hatta katıların soğurganlığı da ölçülebilir. Numuneler genellikle kuvet adı verilen saydam bir hücreye yerleştirilir. Küvetler genellikle dikdörtgen şeklindedir ve iç genişlikleri çoğunlukla 1 cm’dir. (Bu genişlik, Beer–Lambert yasasındaki yol uzunluğu 𝐿 olur.) Bazı cihazlarda deney tüpleri de küvet olarak kullanılabilir. Kullanılan numune kabının, ilgi duyulan spektral bölgedeki ışınımın geçişine izin vermesi gerekir. En geniş kullanım alanına sahip küvetler, UV, görünür ve yakın kızılötesi bölgelerde saydam oldukları için yüksek kaliteli ergimiş silika ya da kuvars camından yapılır. Cam ve plastik küvetler de yaygındır; ancak cam ve çoğu plastik, UV ışığını soğurduğundan, kullanımları görünür dalga boylarıyla sınırlıdır.

Özel amaçlı cihazlar da geliştirilmiştir. Bunlar arasında, gök cisimlerinin spektrumlarını ölçmek için teleskoplara bağlanan spektrofotometreler yer alır. Morötesi–görünür mikro­spektrofotometreler ise, bir morötesi–görünür mikroskobun bir morötesi–görünür spektrofotometreyle entegre edilmesiyle oluşur.

İlgilenilen tüm dalga boylarında soğurmanın tam spektrumu, genellikle daha gelişmiş bir spektrofotometreyle doğrudan elde edilebilir. Daha basit cihazlarda ise soğurma her seferinde bir dalga boyunda ölçülür ve spektrum sonradan operatör tarafından derlenir. Derişime bağlılık ortadan kaldırılarak, söndürüm katsayısı (ε) dalga boyuna bağlı bir fonksiyon olarak belirlenebilir.

Mikrospektrofotometri

[değiştir | kaynağı değiştir]

Mikroskobik numunelerin morötesi–görünür spektroskopisi, bir optik mikroskobun UV–görünür optikler, beyaz ışık kaynakları, bir monokromatör ve yük bağlaşımlı aygıt (CCD) ya da fotomultiper tüp (PMT) gibi hassas bir dedektörle entegre edilmesiyle gerçekleştirilir. Yalnızca tek bir optik yol bulunduğundan, bu cihazlar tek ışınlıdır. Modern cihazlar, mikron ölçeğindeki örnekleme alanlarında hem yansıma hem de geçirme spektrumlarını ölçebilecek kapasiteye sahiptir. Bu tür cihazların avantajı, mikroskobik numuneleri ölçebilmenin yanı sıra daha büyük numunelerin spektrumlarını da yüksek konumsal çözünürlükle ölçebilmeleridir. Bu nedenle adli laboratuvarlarda; tekil tekstil liflerindeki boya ve pigmentlerin, mikroskobik boya parçalarının ve cam kırıklarının renginin analizinde kullanılırlar. Bu cihazlar ayrıca malzeme bilimi ve biyolojik araştırmalarda, kömür ve petrol kökenli kayaçların enerji içeriğini vitrinite yansıtırlığını ölçerek belirlemede kullanılır. Mikrospektrofotometreler, yarı iletken ve mikro-optik endüstrilerinde, kaplama sonrası ince film kalınlıklarının izlenmesinde kullanılır. Yarı iletken endüstrisinde tercih edilmelerinin nedeni, devrelerin kritik boyutlarının mikroskobik olmasıdır. Tipik bir yarı iletken wafer testi, desenli ya da desensiz bir wafer üzerinde birçok noktadan spektrum alınmasını içerir. Kaplanmış film kalınlıkları, spektrumlardaki girişim deseninden hesaplanabilir. Buna ek olarak, morötesi–görünür spektrofotometri, ince filmlerin kalınlığının yanı sıra kırılma indisi ve söndürüm katsayısının belirlenmesinde de kullanılabilir[30] Tüm wafer yüzeyi boyunca film kalınlığının bir haritası oluşturulabilir ve bu harita kalite kontrol amaçlarıyla kullanılabilir. [31]

Ek uygulamalar

[değiştir | kaynağı değiştir]

UV-Vis, bir kimyasal tepkimenin hızını karakterize etmek için kullanılabilir. Buna örnek olarak, cıva ditizonatın sarı-turuncu ve mavi izomerleri arasındaki dönüşüm verilebilir. Bu analiz yöntemi, derişimin soğurganlıkla doğrusal orantılı olması ilkesine dayanır. Aynı yaklaşım, kromoforlar arasındaki denge durumlarının belirlenmesine de olanak tanır. [32] [33]

Yanan gazların spektrumundan, yakıtın kimyasal bileşimi, gazların sıcaklığı ve hava-yakıt oranı belirlenebilir. [34]

Ayrıca bakınız

[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ Cole, Kenneth (2020), Levine, Barry S.; Kerrigan, Sarah (Ed.), "Ultraviolet-Visible Spectrophotometry", Principles of Forensic Toxicology (İngilizce), Cham: Springer International Publishing, ss. 127-134, doi:10.1007/978-3-030-42917-1_10, ISBN 978-3-030-42917-119 Ekim 2023 
  2. ^ a b Vitha, Mark F. (2018). "Chapter 2". Spectroscopy: principles and instrumentation. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-43664-5. 
  3. ^ Edwards, Alison D. (1 Ocak 2017), "UV-Visible Absorption Spectroscopy, Organic Applications", Lindon, John C.; Tranter, George E.; Koppenaal, David W. (Ed.), Encyclopedia of Spectroscopy and Spectrometry (Third Edition), Oxford: Academic Press, ss. 511-519, doi:10.1016/b978-0-12-803224-4.00013-3, ISBN 978-0-12-803224-419 Ekim 2023 
  4. ^ R. S. Drago (1992). Physical Methods for Chemists, 2nd Edition. W. B. Saunders. ISBN 0030751764. 
  5. ^ Franca, Adriana S.; Nollet, Leo M.L. (2017). Spectroscopic Methods in Food Analysis. CRC Press. s. 664. 
  6. ^ Metha, Akul (13 Aralık 2011). "Principle". PharmaXChange.info. 15 Aralık 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. 
  7. ^ R. S. Drago (1992). Physical Methods for Chemists, 2nd Edition. W. B. Saunders. ISBN 0030751764. R. S. Drago (1992). Physical Methods for Chemists, 2nd Edition. W. B. Saunders. ISBN 0030751764.
  8. ^ Carroll, Gregory T.; Dowling, Reed C.; Kirschman, David L.; Masthay, Mark B.; Mammana, Angela (2023). "Intrinsic fluorescence of UV-irradiated DNA". Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry (İngilizce). 437: 114484. doi:10.1016/j.jphotochem.2022.114484. 21 Aralık 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi26 Mayıs 2025. 
  9. ^ Metha, Akul (22 Nisan 2012). "Derivation of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 8 Aralık 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. 
  10. ^ Misra, Prabhakar; Dubinskii, Mark, (Ed.) (2002). Ultraviolet Spectroscopy and UV Lasers. New York: Marcel Dekker. ISBN 978-0-8247-0668-5. 
  11. ^ "The Beer-Lambert Law". Chemistry LibreTexts (İngilizce). 3 Ekim 2013. 5 Mayıs 2025 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Ekim 2023. 
  12. ^ Bozdoğan, Abdürrezzak E. (1 Kasım 2022). "Polynomial Equations based on Bouguer–Lambert and Beer Laws for Deviations from Linearity and Absorption Flattening". Journal of Analytical Chemistry (İngilizce). 77 (11): 1426-1432. doi:10.1134/S1061934822110028. ISSN 1608-3199. 
  13. ^ Metha, Akul (14 Mayıs 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 25 Eylül 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. 
  14. ^ Cinar, Mehmet; Coruh, Ali; Karabacak, Mehmet (25 Mart 2014). "A comparative study of selected disperse azo dye derivatives based on spectroscopic (FT-IR, NMR and UV–Vis) and nonlinear optical behaviors". Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 122: 682-689. doi:10.1016/j.saa.2013.11.106. ISSN 1386-1425. PMID 24345608. 
  15. ^ Löper, Philipp; Stuckelberger, Michael; Niesen, Bjoern; Werner, Jérémie; Filipič, Miha; Moon, Soo-Jin; Yum, Jun-Ho; Topič, Marko; De Wolf, Stefaan; Ballif, Christophe (2015). "Complex Refractive Index Spectra of CH3NH3PbI3 Perovskite Thin Films Determined by Spectroscopic Ellipsometry and Spectrophotometry". The Journal of Physical Chemistry Letters. 6 (1): 66-71. doi:10.1021/jz502471h. PMID 2626309316 Kasım 2021. 
  16. ^ Metha, Akul (14 Mayıs 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 25 Eylül 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. Metha, Akul (14 May 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law" 25 Eylül 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PharmaXChange.info.
  17. ^ "Stray Light and Performance Verification". 11 Aralık 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. 
  18. ^ "Wavelength Accuracy in UV/VIS Spectrophotometry". 9 Ağustos 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. 
  19. ^ "Persee PG Scientific Inc. – New-UV FAQ: Spectral Band Width". www.perseena.com. 21 Eylül 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  20. ^ Metha, Akul (14 Mayıs 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 25 Eylül 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. Metha, Akul (14 May 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law" 25 Eylül 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PharmaXChange.info.
  21. ^ Metha, Akul (14 Mayıs 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 25 Eylül 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. Metha, Akul (14 May 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law" 25 Eylül 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PharmaXChange.info.
  22. ^ "What is Stray light and how it is monitored?" (İngilizce). 12 Haziran 2015. 19 Ekim 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  23. ^ Metha, Akul (14 Mayıs 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law". PharmaXChange.info. 25 Eylül 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Mayıs 2025. Metha, Akul (14 May 2012). "Limitations and Deviations of Beer–Lambert Law" 25 Eylül 2023 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. PharmaXChange.info.
  24. ^ Berberan-Santos, M. N. (September 1990). "Beer's law revisited". Journal of Chemical Education. 67 (9): 757. doi:10.1021/ed067p757. 
  25. ^ Wittung, Pernilla; Kajanus, Johan; Kubista, Mikael; Malmström, Bo G. (19 Eylül 1994). "Absorption flattening in the optical spectra of liposome-entrapped substances". FEBS Letters. 352 (1): 37-40. doi:10.1016/0014-5793(94)00912-0. PMID 7925937. 
  26. ^ Ansell, S; Tromp, R H; Neilson, G W (20 Şubat 1995). "The solute and aquaion structure in a concentrated aqueous solution of copper(II) chloride". Journal of Physics: Condensed Matter. 7 (8): 1513-1524. doi:10.1088/0953-8984/7/8/002. 
  27. ^ Sooväli, L.; Rõõm, E.-I.; Kütt, A.; ve diğerleri. (2006). "Uncertainty sources in UV–Vis spectrophotometric measurement". Accreditation and Quality Assurance. 11 (5): 246-255. doi:10.1007/s00769-006-0124-x. 
  28. ^ Skoog, Douglas A.; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2007). Principles of Instrumental Analysis. 6th. Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole. ss. 169-173. ISBN 978-0-495-01201-6. Skoog, Douglas A.; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2007). Principles of Instrumental Analysis (6th ed.). Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole. pp. 169–173. ISBN 978-0-495-01201-6.[ölü/kırık bağlantı] [dead link]
  29. ^ reserved, Mettler-Toledo International Inc. all rights. "Spectrophotometry Applications and Fundamentals". www.mt.com (İngilizce). 31 Ocak 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Temmuz 2018. 
  30. ^ Löper, Philipp; Stuckelberger, Michael; Niesen, Bjoern; Werner, Jérémie; Filipič, Miha; Moon, Soo-Jin; Yum, Jun-Ho; Topič, Marko; De Wolf, Stefaan; Ballif, Christophe (2015). "Complex Refractive Index Spectra of CH3NH3PbI3 Perovskite Thin Films Determined by Spectroscopic Ellipsometry and Spectrophotometry". The Journal of Physical Chemistry Letters. 6 (1): 66-71. doi:10.1021/jz502471h. PMID 2626309316 Kasım 2021. Löper, Philipp; Stuckelberger, Michael; Niesen, Bjoern; Werner, Jérémie; Filipič, Miha; Moon, Soo-Jin; Yum, Jun-Ho; Topič, Marko; De Wolf, Stefaan; Ballif, Christophe (2015). "Complex Refractive Index Spectra of CH3NH3PbI3 Perovskite Thin Films Determined by Spectroscopic Ellipsometry and Spectrophotometry". The Journal of Physical Chemistry Letters. 6 (1): 66–71. doi:10.1021/jz502471h. PMID 26263093. Retrieved 16 November 2021.
  31. ^ Horie, M.; Fujiwara, N.; Kokubo, M.; Kondo, N. (1994). "Spectroscopic thin film thickness measurement system for semiconductor industries". Conference Proceedings. 10th Anniversary. IMTC/94. Advanced Technologies in I & M. 1994 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (Cat. No.94CH3424-9). ss. 677-682. doi:10.1109/IMTC.1994.352008. ISBN 0-7803-1880-3. 
  32. ^ Sertova, N.; Petkov, I.; Nunzi, J.-M. (June 2000). "Photochromism of mercury(II) dithizonate in solution". Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 134 (3): 163-168. doi:10.1016/s1010-6030(00)00267-7. 
  33. ^ UC Davis (2 Ekim 2013). "The Rate Law". ChemWiki. 17 Mart 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Kasım 2014. 
  34. ^ Mekhrengin, M.V.; Meshkovskii, I.K.; Tashkinov, V.A.; Guryev, V.I.; Sukhinets, A.V.; Smirnov, D.S. (June 2019). "Multispectral pyrometer for high temperature measurements inside combustion chamber of gas turbine engines". Measurement. 139: 355-360. doi:10.1016/j.measurement.2019.02.084. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Morötesi-görünür_bölge_spektroskopisi&oldid=36324118" sayfasından alınmıştır