Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Φασματοσκόπιο απορρόφησης»

αναδόμηση, σύνταξη, typos, +κατ
(αναδόμηση, σύνταξη, typos, +κατ)
{{cleanup}}
Το φως αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα που όταν αλληλεπιδρούν με την ύλη απορροφούνται σκεδάζονται, ανακλώνται ή διαδίδονται μέσα σε αυτή. Μελετώντας την αλληλεπίδραση του φωτός, με την ύλη, μπορούμε να πάρουμε πληροφορίες σχετικά με τη δομή της ύλης και γενικότερα την ποιότητα και την ποσότητα της. Για την ακριβέστερη ανάλυση της ύλης αναπτύχθηκαν κατάλληλα οπτικά συστήματα, οι '''φασματογράφοι''' (ή '''φασματοσκόπια απορρόφησης'''), που μπορούν να κάνουν αυτόματα, γρήγορα και αξιόπιστα ανάλυση του φάσματος του φωτός αφού αλληλεπιδράσει με την ύλη. Μετρώντας την απορρόφηση μιας δέσμης φωτός συγκεκριμένου μήκους κύματος από ένα δείγμα και κατασκευάζοντας την καμπύλη απορρόφησης-συγκέντρωσης, μπορούμε να βγάλουμε χρήσιμα συμπεράσματα για το είδος, τη δομή και τη συγκέντρωση μιας ουσίας που περιέχεται στο δείγμα.
Το φως αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα που όταν αλληλεπιδρούν με την ύλη απορροφούνται σκεδάζονται, ανακλώνται ή διαδίδονται μέσα σε αυτή.
Μελετώντας την αλληλεπίδραση του φωτός, με την ύλη, μπορούμε να πάρουμε πληροφορίες σχετικά με τη δομή της ύλης και γενικότερα την ποιότητα και την ποσότητα της.
Για την ακριβέστερη ανάλυση της ύλης αναπτύχθηκαν κατάλληλα οπτικά συστήματα οι φασματογράφοι που μπορούν να κάνουν αυτόματα, γρήγορα και αξιόπιστα ανάλυση του φάσματος του φωτός αφού αλληλεπιδράσει με την ύλη.
Για την απορρόφηση της μονοχρωματικής ακτινοβολίας σε ομογενή μέσο υπάρχουν δυο νόμοι, ο νόμος του Lambert, που δίνει την ένταση του φωτός συναρτήσει του πάχους και ο νόμος του Beer, που δίνει την ένταση συναρτήσει της συγκέντρωσης του διαλύματος. Για να υπολογίσουμε την απορρόφηση ακτινοβολίας από τα διαλύματα χρησιμοποιούμε ένα συνδυασμό των δύο νόμων που ονομάζεται νόμος Lampert-Beer:
όπου I : η ένταση του φωτός στο μέσο ή μετά το μέσο
I0: η ένταση του φωτός πριν το μέσο
ε: ο συντελεστής απόσβεσης έγχρωμου συστατικού διαλύματος, εξαρτάτε από το μήκος κύματος προσπίπτουσας ακτινοβολίας
c: η συγκέντρωση της ουσίας
l: το μήκος που διανύει το φως στο διάλυμα
Βάση αυτού ορίζουμε την διαπερατότητα:
και την απορρόφηση, που αποτελεί την βάση της ποσοτικής ανάλυσης:
 
Η γραφική παράσταση απορρόφησης-συγκέντρωσης είναι κανονικά γραμμική για τα περισσότερα διαλύματα εάν έχει γίνει σωστά ο διαχωρισμός των ουσιών και οι κορυφές του φάσματος απέχουν μεταξύ τους.
Οι μη γραμμικές περιοχές της καμπύλης οφείλονται κυρίως στα κατασκευαστικά στοιχεία της συσκευής, για αυτό χρησιμοποιούνται πρότυπα διαλύματα, όπως του χλωριούχου κοβαλτίου και άλλων ,για την βαθμονόμηση της συσκευής και υπολογίζεται πειραματικά η % παράσιτη ακτινοβολία S μέσο της εξίσωσης:
Όπου Α : η πειραματική τιμή της απορρόφησης για την μεγαλύτερη μετρούμενη συγκέντρωση
Α0: η τιμή της απορρόφησης αν προεκτείνουμε την υποθετική ευθεία που πρέπει να έχει η απορρόφηση για την συγκέντρωση
 
== Βασικά μέρη ==
Επίσης μπορούμε να υπολογίσουμε το φωτομετρικό σφάλμα Ε:
Οι φασματογράφοι αποτελούνται γενικά από μια φωτεινή πηγή (συνήθως κάποιο είδος λαμπτήρα πυρακτώσεως), διάφορα κάτοπτρα που κατευθύνουν την δέσμη, ένα μονοχρωμάτορα με τον οποίο επιλέγουμε το μήκος κύματος που θέλουμε, μια κυψελίδα με το δείγμα και έναν ανιχνευτή.
 
Οι έλεγχοι που κάνουμε γενικά στα φωτοφασματοφωτόμετρα είναι η ποσοτική ανάλυση, φωτομετρική επαναληψιμότητα και φωτομετρική ακρίβεια.
Στην ποσοτική ανάλυση χρησιμοποιούνται πρότυπα διαλύματα γνωστής συγκέντρωση και καμπύλης απορρόφησης-φάσματος, εντοπίζουμε μέσο της συσκευής την κορυφή με την μεγαλύτερη απορρόφηση και προσδιορίζουμε το μήκος κύματος και την απορρόφηση. Αν η καμπύλη δεν είναι ευθεία χρησιμοποιούνται διαλύματα με μικρότερη συγκέντρωση. Τέλος ελέγχουμε την συγκέντρωση ενός άγνωστου διαλύματος.
Για τον έλεγχο της φωτομετρικής επαναληψιμότητα χρησιμοποιούνται γυάλινα ή μεταλλικά φίλτρα με μη εντοπισμένη απορρόφηση, γίνονται αρκετές διαδοχικές μετρήσεις και υπολογίζεται η σταθερά απόκλισης s:
όπου
s2 : η διασπορά των πειραματικών τιμών
Ν : το πλήθος των πειραματικών τιμών
Τ : οι πειραματικές τιμές της διαπερατότητας
: η μέση τιμή των πειραματικών τιμών της διαπερατότητας
Η φωτομετρική ακρίβεια γίνεται όπως η φωτομετρική επαναληψιμότητα.
Γίνονται δέκα μετρήσεις διαδοχικά, με πρότυπα δείγματα, που έχουν βαθμονομηθεί σε πρότυπα εργαστήρια, και υπολογίζεται η ακρίβεια ως η διαφορά ανάμεσα στην μέση τιμή των μετρήσεων και της πραγματική τιμής της διαπερατότητας που δίνει το πρότυπο εργαστήριο.
Οι φασματογράφοι αποτελούνται γενικά από μια φωτεινή πηγή(συνήθως κάποιο είδος λαμπτήρα πυρακτώσεως), διάφορα κάτοπτρα που κατευθύνουν την δέσμη, ένα μονοχρωμάτορα με τον οποίο επιλέγουμε το μήκος κύματος που θέλουμε, μια κυψελίδα με το δείγμα και έναν ανιχνευτή.
Οι φασματογράφοι απορρόφησης χωρίζονται σε φασματογράφους μονής δέσμης και διπλής δέσμης. Η διαφορά τους είναι ότι ο διπλής δέσμης χωρίζουν την ακτινοβολία της πηγής σε δυο δέσμες, το ένα μέρος περνάει μέσα από το προς μέτρηση δείγμα και το άλλο από ένα πρότυπο δείγμα ή τίποτα, ένας μηχανισμός στέλνει εναλλάξ τις δυο δέσμες στο πρίσμα και αυτό στον ανιχνευτή.
Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να μετρήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την συγκέντρωση επεκτείνοντας την περιοχή μέτρησης της πυκνότητας και σε μη γραμμικές περιοχές της απορρόφησης και να παρακάμψουμε τα σφάλματα λόγο ηλεκτρονικού θορύβου και ελαττώματος κατασκευής. Η μέτρηση γίνεται αφαιρώντας τις δυο μετρήσεις που δίνει ο ανιχνευτής ψηφιακά ή αναλογικά, φιλτράροντας την DC τάση και μετρώντας το πλάτος της εναλλασσόμενης τάσης που παίρνουμε.
 
== Είδη ==
Οι φασματογράφοι απορρόφησης χωρίζονται σε φασματογράφους μονής δέσμης και διπλής δέσμης. Η διαφορά τους είναι ότι οοι διπλής δέσμης χωρίζουν την ακτινοβολία της πηγής σε δυο δέσμες,. τοΗ έναμια από μέροςαυτές περνάει μέσα από το προς μέτρηση δείγμα και τοη άλλοάλλη από ένα πρότυπο δείγμα (ή τίποτα,μηδενικό δείγμα). έναςΈνας μηχανισμός στέλνει εναλλάξ τις δυο δέσμες στο πρίσμα και αυτό στον ανιχνευτή. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να μετρήσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια την συγκέντρωση επεκτείνοντας την περιοχή μέτρησης της πυκνότητας και σε μη γραμμικές περιοχές της απορρόφησης και να παρακάμψουμε τα σφάλματα λόγω ηλεκτρονικού θορύβου και ελαττώματος κατασκευής. Η μέτρηση γίνεται αφαιρώντας τις δυο μετρήσεις που δίνει ο ανιχνευτής ψηφιακά ή αναλογικά, φιλτράροντας την DC τάση και μετρώντας το πλάτος της εναλλασσόμενης τάσης που παίρνουμε.
 
 
 
== Τρόπος λειτουργίας ==
Για την απορρόφηση της μονοχρωματικής ακτινοβολίας σε ομογενή μέσο υπάρχουν δυο νόμοι, ο νόμος του Lambert, που δίνει την τελική ένταση του φωτός αφού περάσει από το δείγμα (συναρτήσει του πάχους του δείγματος), και ο νόμος του Beer, που δίνει την ένταση συναρτήσει της συγκέντρωσης του διαλύματος. Για να υπολογίσουμε την απορρόφηση ακτινοβολίας από τα διαλύματα χρησιμοποιούμε ένα συνδυασμό των δύο νόμων που ονομάζεται νόμος Lampert-Beer: όπου I : η ένταση του φωτός στο μέσο ή μετά το μέσο I0: η ένταση του φωτός πριν το μέσο ε: ο συντελεστής απόσβεσης έγχρωμου συστατικού διαλύματος (εξαρτάται από το μήκος κύματος προσπίπτουσας ακτινοβολίας) c: η συγκέντρωση της ουσίας l: το μήκος που διανύει το φως στο διάλυμα. Βάση αυτού ορίζουμε την διαπερατότητα και την απορρόφηση, που αποτελεί την βάση της ποσοτικής ανάλυσης.
 
Η γραφική παράσταση απορρόφησης-συγκέντρωσης είναι κανονικά γραμμική για τα περισσότερα διαλύματα εάν έχει γίνει σωστά ο διαχωρισμός των ουσιών και οι κορυφές του φάσματος απέχουν μεταξύ τους αρκετά ώστε να είναι διακριτές. Οι μη γραμμικές περιοχές της καμπύλης οφείλονται κυρίως στα κατασκευαστικά στοιχεία της συσκευής, γι' αυτό χρησιμοποιούνται πρότυπα διαλύματα, όπως του χλωριούχου κοβαλτίου και άλλων ,για την βαθμονόμηση της συσκευής. Η % παράσιτη ακτινοβολία S υπολογίζεται πειραματικά μέσο της εξίσωσης: Όπου Α : η πειραματική τιμή της απορρόφησης για την μεγαλύτερη μετρούμενη συγκέντρωση Α0: η τιμή της απορρόφησης αν προεκτείνουμε την υποθετική ευθεία που πρέπει να έχει η απορρόφηση για την συγκέντρωση
 
Επίσης μπορούμε να υπολογίσουμε το φωτομετρικό σφάλμα Ε:
 
 
== Έλεγχος απόδοσης-Calibration ==
 
Οι έλεγχοι που κάνουμε γενικά στα φωτοφασματοφωτόμετρα είναι η ποσοτική ανάλυση, φωτομετρική επαναληψιμότητα και φωτομετρική ακρίβεια. Στην ποσοτική ανάλυση χρησιμοποιούνται πρότυπα διαλύματα γνωστής συγκέντρωσησυγκέντρωσης και καμπύλης απορρόφησης-φάσματος,. εντοπίζουμεΕντοπίζουμε μέσομέσω της συσκευής την κορυφή με την μεγαλύτερη απορρόφηση και προσδιορίζουμε το μήκος κύματος και την απορρόφηση. Αν η καμπύλη δεν είναι ευθεία χρησιμοποιούνται διαλύματα με μικρότερη συγκέντρωση. Τέλος ελέγχουμε την συγκέντρωση ενός άγνωστου διαλύματος.
Για τον έλεγχο της φωτομετρικής επαναληψιμότηταεπαναληψιμότητας χρησιμοποιούνται γυάλινα ή μεταλλικά φίλτρα με μη εντοπισμένη απορρόφηση, γίνονται αρκετές διαδοχικές μετρήσεις και υπολογίζεται η σταθερά απόκλισης s: όπου s2 : η διασπορά των πειραματικών τιμών Ν : το πλήθος των πειραματικών τιμών Τ : οι πειραματικές τιμές της διαπερατότητας, η μέση τιμή των πειραματικών τιμών της διαπερατότητας
 
Η φωτομετρική ακρίβεια μετριέται όπως η φωτομετρική επαναληψιμότητα. Γίνονται δέκα μετρήσεις διαδοχικά, με πρότυπα δείγματα, που έχουν βαθμονομηθεί σε πρότυπα εργαστήρια, και υπολογίζεται η ακρίβεια ως η διαφορά ανάμεσα στην μέση τιμή των μετρήσεων και της πραγματική τιμής της διαπερατότητας που δίνει το πρότυπο εργαστήριο.
 
[[Κατηγορία:Χημεία]]
[[Κατηγορία:Φυσική]]
[[Κατηγορία:Τεχνολογία]]
35.159

επεξεργασίες