SCHEIKUNDE HOOFDSTUK 10
Spectroscopie
Het elektromagnetisch spectrum:
Elektromagnetische straling bestaat uit fotonen die energie bevatten. De energie-inhoud van
een foton in omgekeerd evenredig met de golflengte (hoe groter de golflengte, hoe kleiner
de energie. Fotonen met een kleine golflengte kunnen gevaarlijk zijn.
Een spectrum is een weergave van alle golflengtes die een straling bevat. Spectroscopie
bestudeert met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen.
Je maakt een absorptiespectrum door licht op een stof te laten vallen en te meten hoeveel
licht erdoorheen gaat. Je ziet hierin bij welke golflengtes de stof licht absorbeert.
Je maakt een emissiespectrum door een stof energie uit te laten zenden (bijvoorbeeld
verhitten) en het licht te meten dat de stof uitzendt. Je ziet hierin bij welke golflengte een
stof elektromagnetische straling uitzendt.
Als een elektron een foton opneemt, kan deze verplaatsen
naar een schil met meer energie. Hij verplaatst dan van de
grondtoestand naar de aangeslagen toestand. Wanneer het
elektron weer terugvalt naar de grondtoestand, komt er
energie vrij. Deze energie wordt uitgezonden als een foton.
Spectrofotometrie
Infrarood spectrofotometrie kijkt naar de absorptie van straling
door moleculen in het infraroodgebied. Ir-straling is voor de mens
niet te zien, maar deze straling zorgt wel voor warmte.
Er zijn twee soorten vibraties van atoombindingen mogelijk zijn:
- Strekvibratie: de atomen bewegen naar elkaar toe en van
elkaar af (de bindingslengte verandert).
- Buigvibratie: de hoek tussen de bindingen in een molecuul
verandert.
, Wanneer ir-straling van de juiste golflengte op een molecuul valt, worden bepaalde vibraties
in het molecuul versterkt en hierdoor ook de vibratie in het hele molecuul. Dit zorgt ervoor
dat de temperatuur van de stof hoger wordt.
Ir-spectrofotometrie is het maken van een absorptiespectrum met ir-straling. In dit
spectrum kun je voor elke piek herleiden bij welk type binding deze hoort (tabel 39). Een ir-
spectrometer meet alleen de atoombindingen (dus geen ion bindingen/zouten!).
Colorimetrie
Een colorimeter is een spectrofotometer voor zichtbare elektromagnetische straling.
Colorimetrie is dus een analysemethode die de absorptie van licht gebruikt. In ene hierdoor
gemaakt absorptiespectrum zie je niet alleen bij welke golflengtes een stof absorbeert, maar
ook hoeveel er wordt geabsorbeerd. Colorimetrie wordt toegepast op concentraties te
meten.
Voor een colorimetrische concentratiebepaling maak je een VIS-absorptiespectrum van de
stof die je wil onderzoeken. Je zoekt de golflengte van de sterkste absorptie en hierbij voor
je de rest van de analyse uit. Je laat het licht vallen op een oplossing van de te onderzoeken
stof. Het licht wordt hierdoor ook geabsorbeerd door het oplosmiddel. Om de invloed van
deze stof te meten maak je een blanco. De blanco is precies hetzelfde als de oplossing, op de
stof die je wilt onderzoeken na. Hierna meet je in beide het doorgelaten licht. Hieruit volgt
de volgende formule:
T = transmissie (%) I= licht intensiteit monster
I 0= intensiteit blanco
In de praktijk gebruik je vaker extinctie dan transmissie. De extinctie is de negatieve
logaritme van de transmissie. Als de concentratie van een opgeloste stof 0 is, is de
transmissie en de extinctie -log(1)=0.
Spectrofotometer
Bij spectrofotometrie meet je
hoeveel elektromagnetische
straling een stof absorbeert. Het
apparaat dat hiervoor wordt
gebruikt is een spectrofotometer.
Hoe meer straling er geabsorbeerd
wordt door de stof, hoe minder er
op de detector zal vallen.
- Kwalitatieve analyse: het resultaat is iets abstracts (bijvoorbeeld een structuur).
- Kwantitatieve analyse: het resultaat is altijd een getal met een eenheid.
Spectroscopie
Het elektromagnetisch spectrum:
Elektromagnetische straling bestaat uit fotonen die energie bevatten. De energie-inhoud van
een foton in omgekeerd evenredig met de golflengte (hoe groter de golflengte, hoe kleiner
de energie. Fotonen met een kleine golflengte kunnen gevaarlijk zijn.
Een spectrum is een weergave van alle golflengtes die een straling bevat. Spectroscopie
bestudeert met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen.
Je maakt een absorptiespectrum door licht op een stof te laten vallen en te meten hoeveel
licht erdoorheen gaat. Je ziet hierin bij welke golflengtes de stof licht absorbeert.
Je maakt een emissiespectrum door een stof energie uit te laten zenden (bijvoorbeeld
verhitten) en het licht te meten dat de stof uitzendt. Je ziet hierin bij welke golflengte een
stof elektromagnetische straling uitzendt.
Als een elektron een foton opneemt, kan deze verplaatsen
naar een schil met meer energie. Hij verplaatst dan van de
grondtoestand naar de aangeslagen toestand. Wanneer het
elektron weer terugvalt naar de grondtoestand, komt er
energie vrij. Deze energie wordt uitgezonden als een foton.
Spectrofotometrie
Infrarood spectrofotometrie kijkt naar de absorptie van straling
door moleculen in het infraroodgebied. Ir-straling is voor de mens
niet te zien, maar deze straling zorgt wel voor warmte.
Er zijn twee soorten vibraties van atoombindingen mogelijk zijn:
- Strekvibratie: de atomen bewegen naar elkaar toe en van
elkaar af (de bindingslengte verandert).
- Buigvibratie: de hoek tussen de bindingen in een molecuul
verandert.
, Wanneer ir-straling van de juiste golflengte op een molecuul valt, worden bepaalde vibraties
in het molecuul versterkt en hierdoor ook de vibratie in het hele molecuul. Dit zorgt ervoor
dat de temperatuur van de stof hoger wordt.
Ir-spectrofotometrie is het maken van een absorptiespectrum met ir-straling. In dit
spectrum kun je voor elke piek herleiden bij welk type binding deze hoort (tabel 39). Een ir-
spectrometer meet alleen de atoombindingen (dus geen ion bindingen/zouten!).
Colorimetrie
Een colorimeter is een spectrofotometer voor zichtbare elektromagnetische straling.
Colorimetrie is dus een analysemethode die de absorptie van licht gebruikt. In ene hierdoor
gemaakt absorptiespectrum zie je niet alleen bij welke golflengtes een stof absorbeert, maar
ook hoeveel er wordt geabsorbeerd. Colorimetrie wordt toegepast op concentraties te
meten.
Voor een colorimetrische concentratiebepaling maak je een VIS-absorptiespectrum van de
stof die je wil onderzoeken. Je zoekt de golflengte van de sterkste absorptie en hierbij voor
je de rest van de analyse uit. Je laat het licht vallen op een oplossing van de te onderzoeken
stof. Het licht wordt hierdoor ook geabsorbeerd door het oplosmiddel. Om de invloed van
deze stof te meten maak je een blanco. De blanco is precies hetzelfde als de oplossing, op de
stof die je wilt onderzoeken na. Hierna meet je in beide het doorgelaten licht. Hieruit volgt
de volgende formule:
T = transmissie (%) I= licht intensiteit monster
I 0= intensiteit blanco
In de praktijk gebruik je vaker extinctie dan transmissie. De extinctie is de negatieve
logaritme van de transmissie. Als de concentratie van een opgeloste stof 0 is, is de
transmissie en de extinctie -log(1)=0.
Spectrofotometer
Bij spectrofotometrie meet je
hoeveel elektromagnetische
straling een stof absorbeert. Het
apparaat dat hiervoor wordt
gebruikt is een spectrofotometer.
Hoe meer straling er geabsorbeerd
wordt door de stof, hoe minder er
op de detector zal vallen.
- Kwalitatieve analyse: het resultaat is iets abstracts (bijvoorbeeld een structuur).
- Kwantitatieve analyse: het resultaat is altijd een getal met een eenheid.
