UV/vis Flashcards
Erkläre das Prinzip der Spektroskopie
- es geht immer um WW von elektromagnetischer Strahlung mit der zu untersuchenden Probe
- jede Probe ist definiert durch einen Satz von Energiezuständen
- Spektroskopie beruht auf der Anregung von Energiezuständen & Messung von Absorption & Emission
Wodurch ist eine Probe charakterisiert?
- Aggregatzustand
- stoffliche Zusammensetzung
- räumliche Anordnung der Atome im Molekül
- chemische Eigenschaften
Definition Absorption
= Änderung der Intensität der Strahlung, nachdem der Analyt durch Aufnahme von Energie vom Grundzustand in einem angeregten Zustand übergegangen ist
Definition Emission
= Signal durch Verfall eines angeregten Zustandes unter Abgabe eines energetischen Teilchens
Welche Parameter beschreiben die Welleneigenschaften
- Wellenlänge
- Frequenz
- Wellenzahl
- Amplitude
- Intensität
Definition Wellenlänge
= Abstand zw 2 korrespondierenden Punkten [nm]
Definition Frequenz
= Zahl der Wellenzüge, die pro Sekunde durch einen festgesetzten Punkt gehen [s^-1], [Hz]
Definition Wellenzahl
= Zahl der Wellenzüge pro Längeneinheit [cm^-1]
Erkläre Absorption
- Materie wird durch Absorption von Licht in einem angeregten Zustand versetzt
- Photon wird vernichtet
- Energie ist dabei gequantelt -> hat diskrete Werte (keine kontinuierlichen)
- findet statt wenn Resonanzbedingung erfüllt sind dE = h*v
Definition Resonanz
= findet bei bestimmten Frequenzen oder Wellenlängen statt
z.B. e von einem niedrigen in ein höheres Niveau gehoben
z.B. e von einer Schwingung angeregt
Definition Grundzustand
= Atom, Molekül im energetisch tiefst möglichen Zustand -> Besetzung der Schale nach Pauli-Prinzip
Warum sieht man im Spektrum breite Banden, wenn man nur eine gewisse Wellenlänge für Absorption benötigt?
Aufgrund überlagerte Schwingungs- und Rotationsniveaus, welche die verschiedenen elektronischen Molekülzustände haben
Welche Verbote gelten bei Übergänge zwischen versch. elektronischen Zuständen?
- Spinverbot = Gesamtspin darf sich nicht ändern, Übergang von S zu T & umgekehrt ist verboten
- Symmetrieverbot = e-Übergänge zw. Orbitalen gleicher Parität sind verboten
- Überlappungsverbot = Verbot von Übergängen bei denen sich die Orbitale nicht genügend überlappen
Welches Gesetz beschreibt Lichtabsorption?
Lambert-Beer-Gesetz
-> gilt nur für monochromatisches Licht
-> gilt nur für verdünnte Lösungen
Definition Transmission
= Größe für Durchlässigkeit eines Mediums für Welle
Wie ist eine allgemeiner UV/vis aufgebaut?
- Lichtquelle
UV = Wasserstoff- oder Deuterium-Lampe
Vis = Wolfram-Halogen-Lampe - Monochromator (Prisma und/oder Gitter)
- Absorptionszelle (Quarz- oder Kunststoffküvette)
- Detektor (Photomultiplier oder Diodenarray)
- Datenverarbeitung
Was ist der Unterschied zwischen Einstrahl Spektrometer und Zweistrahl?
Einstrahl-Spektrometer ist moderner: hat nur 1 Strahler. Erstes wird Küvette mit LM gemessen, dann Küvette mit Probe -> Gerät liefert Ergebnis (wobei 1. Wert vom LM schon abgezogen wurde)
Zweistrahl-Spektrometer hat ein Strahl für Probe & eins für LM
Erkläre den Photomultiplier
Photon trifft auf Kathode -> löst Elektron heraus -> wandert zur Anode -> trifft auf Dynoden wo es weitere Elektronen trifft -> Signal weitergeleitet & wird immer stärker
Nachteil: erhält gesamten Wellenlängenbereich
Erkläre Diodenarray-UV/vis-Spektrometer
Man erhält einzelne Wellenlängen -> schnell & zuverlässig
Wieso verwendet man einen Prisma als Monochromator?
erhält eine nicht lineare Auftrennung der Wellenlängen -> Bessere Auflösung im UV als mit Gitter
Wieso wird eher Quarz verwendet?
Glas: geht nur bis 300nm; absorbiert bei 200-400nm -> für Vis geeignet
Quarz: bis 200nm; absorbiert kaum Licht -> für UV geeignet
Wie kann UV/vis-Spektren ausgewertet werden?
- qualitativ: Lage & Intensität ist charakteristisch für Substanz (Identitätsbestimmung) Welche Wellenlänge wird absorbiert?
- quantitativ: Intensität der Absorption ist proportional zum Gehalt der Lösung; Wie stark ist Absorption? Je stärker, desto höher Gehalt der Substanz
Welche Parameter sind charakteristische Merkmale bei der Auswertung von UV7vis Spektren?
- Lage = Lambda max -> hängt von Energie ab, die zur Anregung aus S0 nötig ist
- Höhe = Epsilon max -> bei erlaubten Übergänge ist die Bande umso intensiver, je leichter Molekül mit Licht in WW treten kann
Womit kann die Absorptionslage beeinflusst werden?
sterische, induktive oder mesomerischen Effekte
