Спектроскопија, Спектроскопи, Спектрометри

[Tetro]

Спектроскопија е наука која се занимава со изучување на интеракцијата помеѓу електромагнетното зрачење и материјата.

Спектроскопијата се користи во многу гранки на науката, бидејќи тоа дава информации за структурата и составот на супстанцата, нејзината температура и притисокот. Со спектроскопија може да се обезбедат информации за динамиката на системот. Сметам дека најшироката употреба на спектроскопијата е за аналитички цели. Спектроскопијата често се дели според спектралниот регион, и тоа често зависи од гранката на науката која ја користи соодветната спектроскопија. Како резултат на спектроскопските студии е добиен спектар.
Спектроскопијата, според феноменот кој предизвикува спојување на електромагнетното зрачење може да се подели на:

• ротациона спектроскопија
• вибрациона спектроскопија
• електронска спектроскопија

За секое снимање на спектарот, мора да ја имаме следната опрема:

• Извор на радијација
• Тело кое се испитува
• Монохроматор
• Детектор

Електромагнетното зрачење може да биде насочено од изворот на примерокот, што може да го апсорбира, емитира или да рефлектира. Доколку предметот емитира зрачење, изворот на зрачење е самиот предмет. Радијацијата од примерокот води кон едед монохроматор, кој ја пропушта само едната бранова должина од детекторот. Детекторот го претвора зрачниот сигнал, кој може да биде запишана во еден опсег. Како монохроматор се користи во поново време Микелсонов интерферометар кој ни овозможува повеќе бранови должини во дадено време. Спектарот што се добива со користење на Микелсоновиот интерферометар е наречен спектар во временски домен, кој со користење на математички равенства и процесот на трансформација на Фурие од овој спектар во спектарот во фреквентен домен, што е еднакво на спектарот добиен од конвенционалните монохроматори.

Како извори на зрачење се користат волфрамови светилки, халогени светилки, ксенон светилките, ултравиолетови лампи кои користат деутериум. Како извор на зрачење може да се користат и ласери чија бранова должина може да се прилагоди. Во случај на ласер, монохроматорот не е потребен, бидејќи ласерите емитираат зрачење со одредени бранова должина, што е многу подобра опција отколку кога светлината доаѓа од монохроматор. Спектроскопијата, кога се користи ласер се нарекува спектроскопија со висока резолуција. Синхротрон зрачење се добива кога синхротрон се користи како извор на зрачење, бидејќи таа опфаќа поширок спектар од спектрален и поголем интензитет. Понекогаш можете да се користи и светлото од пламен или искрење.


Спектроскоп е наједноставниот инструмент за следење на спектарот на видливата светлина. Спектроскопот се состои од оптичка призма или оптичка решетка, кои се користат за одделување на светлинскиот спектар. Спектроскопите обично се во форма на цевки, на едниот крај има извор на светлина или осветлен објект за набљудување, а на другиот крај набљудувачот (инспектор). Спектарот не може да се снима, бидејќи спектроскопот не користи никаков уред за снимање на податоци.
Спектроскопот го измислиле Gustav Robert Georg Kirchhoff и Robert Wilhelm Bunsen.

Спектрометар е направа за мерење на интензитетот на компонентите на електромагнетното зрачење на одредена бранова должина. Спектрометарот е составен од извор на зрачење, монохроматори и детектори. На спектрометарот се мери интензитетот на одредени бранови должини од електромагнетното зрачење, кое го емитира примерокот, или се апсорбира или рефлектира. Како детектори на електромагнетно зрачење се користат фотомултипликатори, фотосензитивни диоди или CCD чипови, во видливото и ултравиолетовото поле на зрачење, и термоосетливи отпорници или болометари во инфрацрвеното поле на зрачење.

 

[Кнез Мишкин]

Случајно наидов на темава, инаку моја омилена. Одлично објаснето, кај нас претежно се користат за аналитички цели и тоа спектрометри (како емисиони, така и апсорпциони), за анализа на елементи во траги, при контрола на загадување на животна средина и така натаму.

Она што мене ме фасцинира е Инфрацрвената спектроскопија со Фуриеова трансформација (FTIR), таа најчесто се користи за квалитативна анализа при синтеза на некое соединение, како и за детални структурни испитувања, секоја функционална група, или секој јон си има специфичен вибрационен мод кој е карактеристичен само за таа фунционална група, нешто како отпечаток од прст.
Инфрацрвената спектроскопија може да се изведува на супстанци во било која агрегатна состојба, си постојат специјални ќелии со ѕидови од натриум хлорид, калиум бромид или пак од некој полимер.
Структурни испитувања можат да се спроведат и на намалена температура, т.е. на температура на вриење на течен азот.
Овој вид на спектроскопија е осетлива на влага и на јаглерод диоксид, па потребно е соодветно сместување на инструментот, без никаква влага во просторијата, нон-стоп пуштена клима која ја одржува температурата на просторијата константна и така натаму.

FTIR инструментите се многу скапи, од прилика до 200 000 евра, зборувам за оние со висока резолуција кои можат да се користат за научни цели и детални структурни испитувања, оние што се за контрола при синтези се поефтини, ама помалку прецизни.

Инаку кај нас се користат UV-Vis спектроскопите, речиси во секоја лабораторија по државава, ама ретко кој ги користи за структурни цели, најчесто се користат за определување на концентрација на некој аналит. А можат и те како да се искористат и за структурни испитувања, не како IR спектроскопија, ама сепак, конјугираните молекули можат поприлично добро да се проучуваат со овој вид на спектроскопија.

Последната слика ме потсетува на вежбите по физика кога бев прва година, класичен спектроскоп, со призма, лампа и Румков индуктор, прекрасно.