Summary
Samenvatting Instrumentele Chemie
- Course
- Institution
Samenvatting Instrumentele Chemie (B. Muyssen)
[Show more]
2 reviews
By: goktepeb • 3 year ago
By: cydiongados • 3 year ago
Seller
Follow
emmahudders
Reviews received
Content preview
INSTRUMENTELE CHEMIEDEEL I: SPECTROSCOPISCHE EN SPECTROCHEMISCHE ANALYSEMETHODES
Spectroscopie= studie van interactie tussen materie en elektromagnetische straling
= kwalitatieve techniek die als doel heeft de structuur van organische substanties te bevestigen
Spectrochemie= toepassing van spectroscopie voor chemische doeleinden
= toepassingen voor kwantitatieve analyses
Analytische spectrometrie= gebasseerd op meten van wisselwerking van elektromagnetische straling met
materie, waarbij deeltjes energie opnemen of uitzenden
Spectrum= weergave van de intensiteit van geabsorbeerde of uitgezonden straling als functie van de energie
van de straling à elk soort atoom, ion en molecule vertoont een karakteristieke interactie met
elektromagnetische straling
Golftheorie= elektromagnetische straling wordt beschreven als een lopende golfbeweging met
voortplantingsrichting X. Een elektrisch veld in Y en een magnetisch veld in Z.
à gewone stralingsbundel: alle oriëntaties van Y en Z komen voor
à Gepolariseerde straling: 1 oriëntatie van Y (of van Z)
Frequentie (v of f)= aantal golven dat per seconde een bepaald punt passeert à Hz (1/s)
Golflengte (l)= afstand tussen twee opeenvolgende maxima/minima à lengtemaat (m, nm, …)
Verzameling van deeltjes= interactie met materie kan beschreven worden m.b.v. kwantumtheorie
Wet van Planck: Efoton = h.v = h.c.l-1
E= energie (J)
h= constante van Planck (6,626.10-34 J.s)
c= lichtsnelheid (3.108 m/s)
v of f= frequentie (Hz)
l= Golflengte (m)
Het elektromagnetisch spectrum (EMS)
Gebieden:
- g straling: komt vrij bij energie-overgangen in de atoomkern
- Röntgenstraling: komt vrij als een elektron overgaat van hogere naar een lagere baan tussen de
binnenste elektronenbanen
- Straling met golflengte van 100 – 1000 nm: overgangen van valentie-elektronen in vrije atomen en
van bindingselektronen in moleculen naar onbezette banen van hogere energie
- Straling met golflengte van 1-25 µm: trilingen van atomen in
moleculen
Absorptiespectrometrie= hoeveel straling geabsorbeerd wordt en van
welke golflengte
à UV/VIS spectrometrie, AAS, IR spectroscopie, …
Emissiefotometrie= door de materie zelf uitgezonden straling
gebruikt voor kwantitatieve analyse
à Vlamfotometrie en fluorimetrie
1
,1. UV/VIS MOLECULAIRE ABSORPTIESPECTROMETRIE = UV/VIS SPECTRO(FOTO)METRIE
1.1. INLEIDING
Wanneer elektromagnetische golven in wisselwerking treden met een systeem van ladingen verstoren de
elektriche en magnetische velden van de golf de bewegingen van de lading.
Grondtoestand= laagste energie (stabiel)
Door absorptie van energie
Aangeslagen toestand= hogere energie
Bindingselektronen= valentie-elektronen op de buitenste schil die gaan baan beschrijven tussen en rondom
beide kernen (= molecuulbanen)
!Energie verschil tussen 2 banen bepaalt de positie van de molecuulband in het spectrum
1.2. KWANTITATIEVE ASPECTEN VAN ABSORPTIEMETINGEN
We beschouwen in de UV/VIS spectrometrie een oplossing van deeltjes M (moleculen)
Absorptieproces:
M + huabs à M* (hu: energie van het geabsorbeerde foton, M: grondtoestand, M*: geëxciteerde toestand)
!Fotonen worden enkel geabsorbeerd als de fotonenergie= energieverschil tussen energieniveaus
Relaxatieprocessen voor geëxciteerde toestand:
1) M* à M + energie
Warmte komt vrij à verbruikt bij botsing van deeltjes M onderling of botsingen met moleculen van
oplosmiddel
2) M* à A
Nieuw deeltje gevormd à fotochemische reactie
3) M* à M + huemissie
Energie die vrijkomt wordt uitgestuurd als elektromagnetische straling à fluorescentie
Besluit:
Absorptiemetingen
à Minimale verstoring
à Metingen kunnen continue uitgevoerd worden, want M* keert altijd terug naar grondtoestand M
1.2.1. WET VAN LAMBERT-BEER (1852)
De afname van intensiteit van monochromatische straling die invalt op een absorberend milieu is recht
evenredig met:
- Intensiteit van de opvallende straling
- Hoeveelheid materiaal in de lichtweg.
Absorptie: A= log I0/I
A = elbc
el= molaire absorptiviteit (constante voor bepaalde stof)
A= absorptie= extinctie= log (I/I0)
b= optische lengte (cm)
c= concentratie stof die staling absorbeert (mol/L)
2
,!Als oplossing een deel vd zichtbare straling absorbeert uit een continue lichtbron à
kleur oplossing is complimentaire kleur in kleurencirkel
Indien b constant en c constant à A= f (l)
Grenzen aan A (A=log I0/I)
- Als I=I0 à geen absorptie
- Als I=0 à volledige absorptie
ð 0£A£¥
Transmissie: T= I/I0
% transmissie: %T= I/I0 x100
ð 0% £ %T £ 100%
Verband tussen A en %T
A= 2 - log %T
of A=-log T
Additiviteitswet= absorbantie die op het scherm komt is de som van alle absorbanties
à meerdere soorten deeltjes in 1 oplossing: Atot= A1+A2+A3+…+An
!Geen interactie tussen deeltjes
1.2.2. METEN VAN DE ABSORPTIE
Als we enkel onze oplossing meten in een cuvet verkrijgen we een verkeerde waarde. Er zijn neveneffecten die
de absorbantie beïnvloeden zoals de cuvet. Deze zorgt voor absorbantie en terugkaatsing.
ð Blanco met enkel oplosmiden (0A) en 1 monsteroplossing
1.2.3. ANALYTISCHE EIG V KALIBRATIECURVE EN AFWIJKINGEN OP DE WET VAN LAMBERT BEER
Eigenschappen kalibratiecurve
Extinctie coëfficiënt (K)= gevoeligheid= rico vd rechte
à K=DA/Dc
Detectiegrens (cmin)= min conc die nog voldoende betrouwbaar is om aangetoond te worden
à Amin= 3x sb (berekende standaardafwijking)
à cmin= 3sb/ K
Bepalingsgrens= 3x cmin = ondergrens
Bovengrens: concentratie waarbij de gemeten absorbantie meer dan a% afwijkt, a is vaak 3
Afwijkingen:
- Fysische afwijkingen
- Instrumentele en chemische afwijkingen
Fysische afwijkingen
- Wet van Lambert-Beer: oke voor oplossingen £ 0,01M
- Oplossingen > 0,01M:
3
, • Afstand tussen absorberende deeltjes is klein
• Kan wijziging in de brekingsindex (n) veroorzaken
Chemische afwijkingen
Afwijkingen kunnen ontstaan agv associatie, dissociatie of reactie van
absorberende deeltjes met solvent.
Vb.: chemische afwijkingen vastgesteld in niet gebufferde oplossing
van K2Cr2O7
- 350nm: A chromaat > A dichromaat; A1 > A2/2
- 450nm: A chromaat < A dichromaat; A1 < A2/2
ð Oplossing: meten bij snijpunt of H+ toevoeggen om
evenwicht te verschuiven naar links
Instrumentele afwijking
- Niet monochromatisch licht
- Strooilicht: iedere straling die de detector bereikt v golflengten afwijkend van deze ingesteld door de
monochromator (vb. p26) à A zal dalen
1.3. ONDERDELEN VD APPARATUUR VOOR ABSORPTIEMETINGEN
5 basiscomponenten:
I0 I
- Stabiele stralingsbron: polychromatisch licht
- Monochromator: monochromatisch licht
- Cuvet: staal en blanco
- Detector: detectie en omzetting signaal
- Recorder: weergeven signaal
1.3.1. STRALINGSBRON
VIS (zichtbaar): 400-700 nm
à Wolfraam-halogeen lamp: hoge energie en lange levensduur
UV-licht: 190-380 nm
à Deuterium (D2) of Waterstof (H2)
UV-VIS:
à Xenonbooglamp
1.3.2. GOLFLENGTESELECTOR
Straling beperkt tot een smalle golflengte band: WRM?
- Wet van Lambert-Beer gaat beter op
- Selectiviteit neemt toe
- Hogere gevoeligheid
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller emmahudders. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.80. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
53068 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now