12.5 : Ultraviolette und sichtbare Spektroskopie – Überblick

Die Ultraviolett-sichtbare (UV-sichtbare oder UV-Vis) Spektroskopie ist eine analytische Technik, die die Wechselwirkung zwischen Materie und UV-Vis-Licht innerhalb des elektromagnetischen Spektrums untersucht. Diese Methode wird aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Einfachheit und relativ schnellen Datenerfassung häufig verwendet, was sie sowohl für qualitative als auch quantitative Analysen wertvoll macht. Wenn UV-Vis-Strahlung durch ein Material dringt, absorbieren Moleküle Licht, abhängig von der für elektronische Übergänge erforderlichen Energie. Als Ergebnis der Energieabsorption wechseln Atome oder Moleküle vom Grundzustand in einen angeregten Zustand oder einen Zustand höherer Energie. Wenn ein Molekül UV-Licht absorbiert, wird ein UV-Spektrum erzeugt; wenn es sichtbares Licht absorbiert, wird ein sichtbares Spektrum erzeugt.

Wenn kontinuierliche Strahlung durch ein Material geleitet wird, werden einige Wellenlängen von den Molekülen absorbiert, was zu einer Abnahme der Intensität des durchgelassenen Lichts führt. Diese selektive Absorption führt zur Bildung eines Absorptionsspektrums, das Spitzen aufweist, die bestimmten von einem Molekül absorbierten Wellenlängen entsprechen. Der UV-Wellenlängenbereich des Lichts reicht von 180 bis 400 Nanometer, während sichtbares Licht eine Wellenlänge von 400 bis 780 Nanometer hat. Dieses Spektrum, das Lücken entsprechend der absorbierten Wellenlängen aufweist, gibt Aufschluss über die chemische Struktur des Moleküls.

Bei der qualitativen Analyse kann UV-Vis verwendet werden, um funktionelle Gruppen zu identifizieren oder die Identität einer Verbindung zu bestätigen, indem ihre Absorption mit der Absorption einer bekannten Verbindung verglichen wird. Im Vergleich zu anderen Spektroskopietechniken wie Fluoreszenz, die eine höhere Empfindlichkeit aufweisen, ist UV-Vis mäßig empfindlich, aber aufgrund seiner unkomplizierten Instrumentierung und Benutzerfreundlichkeit weithin zugänglich. UV-Vis-Instrumente bestehen typischerweise aus Komponenten wie einer Lichtquelle, einem Probenhalter, einem Monochromator oder Filter zur Wellenlängenauswahl und einem Detektor. Die Weglänge oder die Entfernung, die das Licht durch die Probe zurücklegt, ist ein wichtiger Faktor bei Absorptionsmessungen, da sie die absorbierte Lichtmenge beeinflusst. UV-Vis hat jedoch eine ähnliche Empfindlichkeit wie andere Absorptionsmessungen, wie etwa die Infrarotspektroskopie.