MOLEKULOVÁ ABSORPČNÍ SPEKTROFOTOMETRIE
                                 v UV a viditelné oblasti spektra

                                                 6

                                           Instrumentace

•  Spektrofotometr je přístroj na měření transmitance nebo absorbance vzorku jako funkce vlnové
délky elektromagnetického záření. Skládá se z:

Ø    širokopásmového zdroje elektromagnetického záření;

Ø    dispersního zařízení vymezujícího z širokého pásma spektra určitou vlnovou délku (přesněji
úzké spektrální pásmo);

Ø    prostoru s kyvetou na umístění vzorku;

Ø    jednoho nebo několika detektorů záření.

                                          Spektrofotometr

•     Zdroj záření – požadavek, aby:

•         emitoval konstantní zářivý tok v celém rozsahu spektra;

•         vykazoval nízkou úroveň šumu

•         zachovával dlouhodobou stabilitu

•     Dva typické zdroje pro UV-Vis

–       deuteriová výbojka

–       wolframová halogenová lampa

•     Deuteriová výbojka:

–       poskytuje intenzivní záření zejména v UV oblasti

–       šum lampy představuje kritický faktor

–       emise klesá s časem, poločas cca 1000 h

                                           Zdroje záření

•        Wolframová halogenová lampa:

–    poskytuje intenzivní záření zejména ve viditelné oblasti;

–    nízká úroveň šumu;

–    minimální drift, životnost 10 000 h.

•        Oba zdroje se obvykle kombinují:

–    zdroje se přepínají podle okolností (vlnová délka);

–    záření z obou zdrojů se kombinuje Þ jediný širokopásmový zdroj

•        Xenonová výbojka – alternativní zdroj:

–    pokrývá UV i Vis oblast;

–    větší šum než D2 i W, proto vhodný jen pro velké zářivé toky  pro měření difusní reflektance

                                           Zdroje záření

                                       Zdroje záření záření

                               Disperze záření- spektrální přístroj

•        Spektrální přístroj se skládá z těchto součástí:

–   vstupní (primární) štěrbina,

–   optické členy pro vedení paprsku – kolimátor (čočky, konkávní zrcadla)

–   disperzní člen (hranol, mřížka)

–   optické členy pro vedení paprsku – kamera (čočky, konkávní zrcadla)

–   výstupní štěrbina



                               Disperze záření- spektrální přístroj

                               Disperze záření- spektrální přístroj

•                  Úhlová disperze mřížky, hranolu

•                  Reciproká lineární disperze mřížky, hranolu

•                  Rozlišovací schopnost mřížky, hranolu

•                  Optická vodivost (propustnost) spektrálního přístroje

ad 1) Úhel mezi paprsky 2 vlnových délek, které se liší o Dl = 0,1 nm; dJ/dl

ad 2) Rozdíl 2 vlnových délek , mezi nimiž je v ohniskové rovině vzdálenost 1 mm; dl/dl

ad 3) Dvě spektrální čáry jsou ještě rozlišeny, padne-li první maximum ohybového obrazce příslušné
k jedné čáře na první minium příslušné ke druhé čáře; R =/Dl

ad 4) Schopnost optického systému pojmout světelný tok G=πS·sin^2Ω, kde S je plocha emitujícího
zdroje a Ω je úhel mezi krajním paprskem vymezeným clonou a optickou osou.

                               Disperze záření- spektrální přístroj

Hranol – refrakce –úhlová disperze

                               Disperze záření- spektrální přístroj

                               Disperze záření- spektrální přístroj

                               Disperze záření- spektrální přístroj



                                       Významná citlivá OAR

qCrown-ethery:

Na, K, Rb, Cs

qDithizon a jeho analoga:

Zn, Cd, Cu(II), Pb(II), Hg(II), Co(II), Ni(II), Ag, Au(III), Bi(III), Se(IV), PGM

q1,5-difenylkarboxyhydrazon (hydrazid):

Cr, Os, Re, Hg, Zn, Cd

                                         Zbarvení komplexů

•                 Přechod nevazebných d-elektronů iontu kovu do protivazebného π-orbitalu ligandu:
d®π*

Ø    nízké valenční stavy iontů: Fe(II), Co(II), Cu(I) komplexy s 1,10 fenantrolinem, bathochromní
posun úměrný stabilitě chemátu

•    Přechod protivazebných π-elektronů ligandu do vakantního d-orbitalu centrálního iontu: π*d

Ø    vyší valenční stavy iontů: Fe(III), Ti(IV), komplexy s polyfenoly, fenolkarboxylovými
kyselinami, bathochromní posun úměrný stabilitě chelátu

•    Přechod elektronů v organickém činidle: konjugované systémy – chromofory spojené s funkčními
skupinami, π®π*, nπ*

                                         Zbarvení komplexů

Ø N-heterocyklická o-substituovaná azobarviva, hydroxy-, karboxy- substiuovaná trifenylmethanová
barviva: PAR =  4-(2-pyridylazorezorcin);( 2-hydroxy- 3,6-disulfo-1-naftyl-azo)benzenarsonová
kyselina

                              Ternární komplexy se smíšenými ligandy

•        Hydratační obal iontu je nahrazen hydrofobními ligandy

•        Koordinační číslo centrálního iontu vzorste

•        Změní se optické vlastnosti ve srovnání s binárním komplexem (posun bathochromní a
hyperchromní)

•        Ternární komplexy se často extrahují do organických rozpouštědel

•        Roste selektivita