Spectrometrie de absorbție este o metodă de spectroscopie electromagnetic folosite pentru determinarea concentrației și a structurii unei substanțe prin măsurarea intensității radiației electromagnetice care absoarbe la lungimi de undă diferite.
Spectroscopia de absorbție poate fi atomică sau moleculară .
Spectroscopie | Nume francez | nume englezesc | Metoda de excitare | Metoda de atomizare | Exemple | Detectare |
---|---|---|---|---|---|---|
Spectroscopie de absorbție atomică | Spectroscopie de absorbție atomică (AAS) | Spectroscopie de absorbție atomică (AAS) | Raze electromagnetice în special vizibile la UV | Flacără | Flame AAS (F-AAS) | Razele electromagnetice, în special UV-vizibile, nu sunt absorbite |
Electrotermic | AAS electrotermic (ET-AAS) sau Spectroscopia de absorbție atomică a cuptorului de grafit (GF-AAS) sau SAA-ET sau SAAE | |||||
Tehnici de generare a aburului | Spectrometrie de absorbție atomică a vaporilor reci (CV-AAS) și Spectrometrie de absorbție atomică de generare a hidrurii (HG-AAS) | |||||
Spectroscopie de absorbție cu raze X (SAX) | Spectroscopie de absorbție cu raze X (XAS) | Raze X. | Fără atomizare | XANES , EXAFS | Raze X nabsorbite | |
Spectroscopie de absorbție moleculară | Spectroscopie de absorbție moleculară | Spectroscopie de absorbție moleculară | Razele electromagnetice variind de la ultraviolete la unde radio | Fără atomizare | Raze electromagnetice variind de la ultraviolete la unde radio neabsorbite |
După cum sa indicat în tabelul anterior, radiația electromagnetică utilizată în spectroscopia de absorbție moleculară variază de la ultraviolete la unde radio:
Unda electromagnetica | Tranziție electronică, vibrație moleculară sau rotație | Nume francez | nume englezesc |
---|---|---|---|
Ultraviolet și vizibil | Tranziții electronice | Spectroscopie ultravioletă-vizibilă | Ultraviolete - spectroscopie vizibilă |
Infraroşu | Vibrații moleculare | Spectroscopie cu infraroșu | Spectroscopie cu infraroșu |
Combinație vibrație-rotație a moleculelor | Spectroscopie Raman | Spectroscopie Raman | |
Cuptor cu microunde | Rotații ale moleculelor | Spectroscopie de rotație | Spectroscopie de rotație |
Unde radio | Rotații ale moleculelor |
Culoarea unui corp în transmisie (transparență) reprezintă capacitatea sa de a absorbi anumite lungimi de undă . Absorbția unei lungimi de undă λ de către o substanță (numită uneori produs sau mediu) este modelată de legea Beer-Lambert :
sau
Proprietățile substanțelor chimice pot fi de obicei studiate în funcție de concentrația diferitelor specii ( analiză cantitativă ) și / sau mediul chimic al probei ( analiză calitativă ).
Cunoscând densitatea unui produs și calea x parcursă de lumină, dacă măsurăm intensitatea care iese din produs, putem determina coeficientul de absorbție pentru lungimea de undă luată în considerare.
Vârfurile de absorbție ( maxime de µ) corespund tranzițiilor electronice (cuantificate) și, prin urmare, sunt caracteristice naturii atomilor și a legăturilor lor chimice .
Acest lucru face posibilă recunoașterea naturii chimice a anumitor produse. În special absorbția unor lungimi de undă date de lumina soarelui a făcut posibilă descoperirea faptului că Soarele era înconjurat de gaze, ceea ce a dus la descoperirea heliului .
Să presupunem că avem:
apoi, pentru un amestec de produse 1 și 2, cu o densitate respectivă ρ 1 și ρ 2 , vom avea:
.Măsurarea intensităților respective de λ 1 și λ 2 face posibilă determinarea ρ 1 și ρ 2 și, prin urmare, determinarea proporțiilor amestecului. Aceasta necesită o calibrare pentru a se abstra din intensitatea I 0 (λ) și din absorbția proprie a dispozitivului. În general, lucrăm într-un raport de intensitate:
este
.A doua ecuație este cea care dă densitatea totală ρ:
ρ = ρ 1 + ρ 2 .În general, dacă avem un amestec de n produse, fiecare având un vârf de absorbție caracteristic pentru o lungime de undă dată λ i , atunci avem un sistem de n ecuații pentru a rezolva:
și
.În plus față de analiza chimică, această metodă este utilizată pentru a determina procentul de oxigenare din sânge ( oximetrie ).