spektrometer Eksperimenter

De fleste spektrometre måle intensiteten av overført lys emittert eller ved en gitt bølgelengde; andre spektrometre, kalt massespektrometre, måle massen av små ladede partikler i stedet. Begge typer spektrometre er uvurderlig verktøy for kjemikere og nyte et bredt spekter av bruksområder i vitenskapelige eksperimenter.

måling Konsentrasjon

"Spektrofotometri" er en vanlig eksperimentell teknikk i kjemiske og biokjemiske laboratorier. Absorpsjonen av lys ved en gitt bølgelengde er relatert til oppløst stoff-konsentrasjon i henhold til Beer 's lov, A = ε b C, hvor "C" er konsentrasjonen av et oppløst stoff, "b" er lengden av banen lyset må reise når den går igjennom løsningen, og "ε" er en konstant bestemt av oppløst stoff, og bølgelengden til lyset som brukes. Justering av vinkelen til et prisme eller diffraksjonsgitter, velges en spesifikk bølgelengde av lys, som passerer gjennom prøven; en detektor på den annen side måler intensiteten av lys, og fra dette kan man beregne absorbans, eller "A" Beregning ε kan utføres ved hjelp av andre løsninger av samme stoff hvis konsentrasjon er allerede kjent.

Identifisere Funksjonelle grupper

"Infrarød spektroskopi" er en annen nyttig spektrometrisk teknikk. Et IR-spektrometer passerer infrarødt lys gjennom en prøve og måler intensiteten av overført lys på den andre siden. Dataene er samlet inn av en datamaskin, som forbereder en graf som viser hvor mye infrarødt lys absorberes ved ulike bølgelengder. Visse mønstre av absorpsjon avsløre tilstedeværelsen av bestemte typer grupper i et molekyl. En bred topp i absorpsjon ved ca. 3300 til 3500 inverse centimeter, for eksempel, antyder nærvær av en alkohol-funksjonell gruppe, eller "-OH".

identifisere Stoffer

Forskjellige elementer og forbindelser har unik absorpsjonsspektre, hvilket betyr at de absorberer elektromagnetisk stråling ved visse bølgelengder som er spesifikke for denne forbindelsen. Det samme gjelder for emisjonsspektra (bølgelengdene som sendes ut når elementet er oppvarmet). Disse spektra er litt som et fingeravtrykk i den forstand at de kan brukes til å identifisere elementet eller forbindelsen. Denne teknikk har en rekke bruksområder; astronomer, for eksempel ofte analysere emisjonsspektra for å bestemme hva slags elementer er til stede i fjerntliggende stjerner.

massespektrometri

Massespektrometrene er svært forskjellig fra andre typer spektrometre ved at de måle massen av partikler, snarere enn utslipp eller absorpsjon av lys. I et massespektrometer, blir en forbindelse fordampes i en fordampning kammer, og en liten mengde tillates å lekke inn i et kildekammer, hvor det er truffet av en høy-energi stråle av elektroner. Denne stråle av elektroner ioniserer forbindelsesmolekylene, fjerne et elektron slik at molekylene har en positiv ladning. Det vil også bryte noen av molekylene opp i fragmenter. Ionene og fragmentene blir nå gående fra kilden kammeret ved hjelp av et elektrisk felt; fra der de passerer gjennom et magnetfelt. Mindre partikler avbøyes mer enn større, slik at størrelsen på hver enkelt partikkel kan bestemmes når den treffer en detektor. Den resulterende massespektrum har en kjemiker verdifulle hint om sammensetningen og strukturen av forbindelsen.