10 ANALYSETECHNIEKEN EN ONDERZOEK
10.1 Spectroscopie
Elektromagnetische straling:
Licht (VIS; visible; zichtbaar)
Radiogolven
Infrarode straling
Ultraviolette straling (uv)
Röntgenstraling
Beweegt met de lichtsnelheid; 2,998108 m s-1
Die beweging is een golf, de afstand tussen twee golftoppen noem je de golflengte
en is gegeven in nanometer; nm (één miljardste meter = 10 -9 m)
Elektromagnetische straling bevat energie
Gebruik bij een reactie of om iets te onderzoeken wat niet in de buurt is.
Spectra:
Spectrum: weergave van alle golflengtes in één soort elektromagnetische straling
Spectrumscopie: analysemethode die met behulp van spectra het effect van elektromagnetische
straling op stoffen bestudeert. (Stoffen kunnen deze straling reflecteren, absorberen of uitzenden)
hiermee kun je verklaren waarom stoffen een kleur hebben (absorberen)
Absorptiespectrum: Hierin zie je bij welke golflengtes de stof elektromagnetische straling absorbeert.
Emissiespectrum: Hierin zie je bij welke golflengtes een stof elektromagnetische straling uitzendt.
BINAS TABEL 20 de emissie- en absorptiespectra van een aantal stoffen
Energieniveaus:
Atoommodel van Bohr: elektronen zijn in schillen rond de kern verdeeld. Elke schil heeft zijn eigen
energieniveau, waarvan al die elektronen dezelfde energie hebben.
Een elektron kan, als het een foton opneemt, naar een schil met een hoger energieniveau. Van de
grondtoestand naar de aangeslagen toestand.
Als je fotonen met verschillende energieën (golflengtes) op een atoom laat vallen, absorberen de
elektronen in het atoom alleen die fotonen die ze van de grondtoestand naar de aangeslagen
toestand kunnen brengen.
Fotonen Een bundel energiepakketjes
Energie-inhoud foton is omgekeerd evenredig met de golflengte; een grote golflengte heeft een
lagere energie dan een kleine golflengte.
Formule van Planck: formule om de energie van een foton te berekenen E=hc/
E=fotonenergie in J
h=constante van Planck; 6,62610-34 J s (BINAS TABEL 7A)
8 -1
c=lichtsnelheid; 2,99810 m s (in vacuüm) (BINAS TABEL 7A)
= golflengte in m
10.2 Kwalitatieve analyse
Kwalitatieve en kwantitatieve analyse:
, Kwalitatieve analyse: methodes waarbij je informatie krijgt over de bouw van stoffen of de
samenstelling van een mengsel.
Kwantitatieve analyse: methodes waarbij je een hoeveelheid stof bepaalt.
Infraroodspectroscopie:
Ir-spectroscopie: kijkt naar de absorptie van infraroodstraling (ir) door moleculen en maakt daarbij
gebruik van de strek- en buigvibraties in een molecuul
Strekvibratie: de atomen bewegen van elkaar af en naar elkaar toe, de bindingslengte verandert
Buigvibratie: de hoek tussen de bindingen in een molecuul verandert
Analyse van een ir-spectrum:
In BINAS TABEL 39C1 en C2 zie je een groot aantal bindingen in moleculen met het bijbehorende
absorptiegebied van de ir-straling. Hiermee kun je van elke piek in een ir-spectrum herleiden bij welk
type binding deze hoort. Daardoor krijg je informatie over de structuur van de moleculen van een
stof.
Het golfgetal: de omgekeerde waarde van de golflengte 1/ met de eenheid cm-1
het golfgetal staat langs de x-as van hoge naar lage waarde. Op de verticale as staat in een ir-
spectrum vaak de transmissie.
uv/VIS-spectroscopie:
Hierbij meet je de absorptie van uv straling en licht
bij uv/Vis-spectrofotometrie ofwel colorimetrie; meet je de absorptie van uv/VIS-straling van een
oplossing bij een specifieke golflengte. Daaruit kun je de concentratie van de oplossing berekenen.
10.3 Kwantitatieve analyse
De spectrofotometer:
Bij spectrofotometrie meet je hoeveel elektromagnetische straling een stof absorbeert.
bestaat uit een stralingsbron en een detector. Het te onderzoeken mengsel zit daartussen.
hoe meer straling er door de stof wordt geabsorbeerd, hoe minder er op de detector zal vallen.
geeft informatie over de bouw van moleculen en over de concentraties van stoffen in oplossingen.
Voor een spectrofotometrische concentratiebepaling;
1. Maak een VIS-absorptiespectrum van de te onderzoeken stof
2. Zoek de golflengte waarbij de sterkste absorptie plaatsvindt, met deze lengte voer je de rest
van de analyse uit.
3. Laat licht vallen door het monster (dit wordt geabsorbeerd door de stof, maar ook door het
gebruikte oplosmiddel en evt andere aanwezige stoffen)
4. Maak een blanco (die bevat alle stoffen die zich in het monster bevinden op de te
onderzoeken stof na)
5. De intensiteit van het licht dat door het monster gaat, geef je aan met I, de blanco met I 0
de verhouding tussen beide noem je de transmissie; T
T= I/I0
Extinctie: (uitdoving) de negatieve logaritme van de transmissie E=-logT
We gebruiken deze bij metingen omdat hij recht evenredig is met de concentratie van de stof.
10.1 Spectroscopie
Elektromagnetische straling:
Licht (VIS; visible; zichtbaar)
Radiogolven
Infrarode straling
Ultraviolette straling (uv)
Röntgenstraling
Beweegt met de lichtsnelheid; 2,998108 m s-1
Die beweging is een golf, de afstand tussen twee golftoppen noem je de golflengte
en is gegeven in nanometer; nm (één miljardste meter = 10 -9 m)
Elektromagnetische straling bevat energie
Gebruik bij een reactie of om iets te onderzoeken wat niet in de buurt is.
Spectra:
Spectrum: weergave van alle golflengtes in één soort elektromagnetische straling
Spectrumscopie: analysemethode die met behulp van spectra het effect van elektromagnetische
straling op stoffen bestudeert. (Stoffen kunnen deze straling reflecteren, absorberen of uitzenden)
hiermee kun je verklaren waarom stoffen een kleur hebben (absorberen)
Absorptiespectrum: Hierin zie je bij welke golflengtes de stof elektromagnetische straling absorbeert.
Emissiespectrum: Hierin zie je bij welke golflengtes een stof elektromagnetische straling uitzendt.
BINAS TABEL 20 de emissie- en absorptiespectra van een aantal stoffen
Energieniveaus:
Atoommodel van Bohr: elektronen zijn in schillen rond de kern verdeeld. Elke schil heeft zijn eigen
energieniveau, waarvan al die elektronen dezelfde energie hebben.
Een elektron kan, als het een foton opneemt, naar een schil met een hoger energieniveau. Van de
grondtoestand naar de aangeslagen toestand.
Als je fotonen met verschillende energieën (golflengtes) op een atoom laat vallen, absorberen de
elektronen in het atoom alleen die fotonen die ze van de grondtoestand naar de aangeslagen
toestand kunnen brengen.
Fotonen Een bundel energiepakketjes
Energie-inhoud foton is omgekeerd evenredig met de golflengte; een grote golflengte heeft een
lagere energie dan een kleine golflengte.
Formule van Planck: formule om de energie van een foton te berekenen E=hc/
E=fotonenergie in J
h=constante van Planck; 6,62610-34 J s (BINAS TABEL 7A)
8 -1
c=lichtsnelheid; 2,99810 m s (in vacuüm) (BINAS TABEL 7A)
= golflengte in m
10.2 Kwalitatieve analyse
Kwalitatieve en kwantitatieve analyse:
, Kwalitatieve analyse: methodes waarbij je informatie krijgt over de bouw van stoffen of de
samenstelling van een mengsel.
Kwantitatieve analyse: methodes waarbij je een hoeveelheid stof bepaalt.
Infraroodspectroscopie:
Ir-spectroscopie: kijkt naar de absorptie van infraroodstraling (ir) door moleculen en maakt daarbij
gebruik van de strek- en buigvibraties in een molecuul
Strekvibratie: de atomen bewegen van elkaar af en naar elkaar toe, de bindingslengte verandert
Buigvibratie: de hoek tussen de bindingen in een molecuul verandert
Analyse van een ir-spectrum:
In BINAS TABEL 39C1 en C2 zie je een groot aantal bindingen in moleculen met het bijbehorende
absorptiegebied van de ir-straling. Hiermee kun je van elke piek in een ir-spectrum herleiden bij welk
type binding deze hoort. Daardoor krijg je informatie over de structuur van de moleculen van een
stof.
Het golfgetal: de omgekeerde waarde van de golflengte 1/ met de eenheid cm-1
het golfgetal staat langs de x-as van hoge naar lage waarde. Op de verticale as staat in een ir-
spectrum vaak de transmissie.
uv/VIS-spectroscopie:
Hierbij meet je de absorptie van uv straling en licht
bij uv/Vis-spectrofotometrie ofwel colorimetrie; meet je de absorptie van uv/VIS-straling van een
oplossing bij een specifieke golflengte. Daaruit kun je de concentratie van de oplossing berekenen.
10.3 Kwantitatieve analyse
De spectrofotometer:
Bij spectrofotometrie meet je hoeveel elektromagnetische straling een stof absorbeert.
bestaat uit een stralingsbron en een detector. Het te onderzoeken mengsel zit daartussen.
hoe meer straling er door de stof wordt geabsorbeerd, hoe minder er op de detector zal vallen.
geeft informatie over de bouw van moleculen en over de concentraties van stoffen in oplossingen.
Voor een spectrofotometrische concentratiebepaling;
1. Maak een VIS-absorptiespectrum van de te onderzoeken stof
2. Zoek de golflengte waarbij de sterkste absorptie plaatsvindt, met deze lengte voer je de rest
van de analyse uit.
3. Laat licht vallen door het monster (dit wordt geabsorbeerd door de stof, maar ook door het
gebruikte oplosmiddel en evt andere aanwezige stoffen)
4. Maak een blanco (die bevat alle stoffen die zich in het monster bevinden op de te
onderzoeken stof na)
5. De intensiteit van het licht dat door het monster gaat, geef je aan met I, de blanco met I 0
de verhouding tussen beide noem je de transmissie; T
T= I/I0
Extinctie: (uitdoving) de negatieve logaritme van de transmissie E=-logT
We gebruiken deze bij metingen omdat hij recht evenredig is met de concentratie van de stof.
