Samenvatting H5: absorptie(spectro)fotometrie

H5: absorptie(spectro)fotometrie
inleiding

Het begrip ‘absorbantie’

Absorptie(spectro)fotometrie

 Werking: monochromatisch licht van een geschikte golflengte wordt
door een oplossing gestuurd
o I₀: invallend licht
o I: doorgelaten licht
 Meting van absorptie gebeurt door vastleggen van I₀ en I t (bij een
bepaalde golflengte)

Transmissie (T)

It
 Definitie: T = met 0 < T < 1
I₀
 Grenswaarden:
o T = 0 → maximale absorptie (geen licht doorgelaten)
o T = 1 → geen absorptie (alle licht doorgelaten)
 Als de concentratie 0 is of bij een verkeerde golflengte
 Vaak gebruikt: procent transmissie = %T (0–100%)
 Probleem: %T vs. concentratie → exponentiële curve, niet praktisch
voor ijking.

Oplossing: absorbantie (A)

 Definitie: A = -log T of A = log T-1
o Deze grootheid verandert lineair met de concentratie en
absorbantie zal toenemen met stijgende concentratie
100
 Relatie met %T: A = log T-1 of A = log → dus A = log100 – log%T → A
%T
= 2 – log%T
 Voordeel:
o A is lineair evenredig met concentratie (Beer-Lambert wet).
o Lineaire schaal → eenvoudig ijken
 Grenswaarden
o A = 0 bij %T = 100 (geen absorptie)
o A → ∞ bij %T = 0 (volledige absorptie)

De wet van (Bouguer-) Lambert-Beer inclusief beperkingen

De wet van Lambert-Beer

 Basiswetten

, o Wet van Beer: absorbantie A ∝ concentratie c (bij constante
weglengte):
A = k.c
o Wet van Lambert (Bouguet-Lambert): absorbantie A ∝ weglengte
d (bij constante concentratie): A = k'.d
o Gecombineerde wet (Beer-Lambert): A = ε ⋅c ⋅ d
 Terminologie
o Absorbantie (A) = log(1/T), soms ook:
 Extinctie (E)
 Optische dichtheid (OD)
o Alle termen zijn eenheidsloos
o Weglengte d wordt meestal in cm uitgedrukt (soms symbool b).
o ε (absorptiviteit) afhankelijk van concentratie-eenheid:
 Bij c in mol/L → ε in L·mol⁻¹·cm⁻¹
 Synoniemen: molaire absorbantiecoëfficiënt, molaire
absorptiviteit, molaire extinctiecoëfficiënt
 Bij c in g/L → specifieke extinctiecoëfficiënt
 Wiskundige afleiding: niet te kennen

Toepassingen van de wet van Lambert-Beer (A = ε · c · d)

o Doel: bepalen van de concentratie van een onbekende stof via
absorptiemeting
o Methoden
o Rechtstreeks gebruik van ε (extinctiecoëfficiënt)
A
 Formule: C=
ε ⋅d
 Voorwaarden:
 ε is constant voor een stof bij specifieke golflengte
en temperatuur
 d (kuvetdikte) gekend (meestal 1 cm)
 Probleem:
 Kleine afwijkingen in golflengte → grote fouten (bij
scherpe absorptiepiek).
 Veiliger:
 Zelf ε bepalen onder dezelfde omstandigheden
o Vergelijking met een standaardoplossing
 Meet Aₓ (onbekende) en Astd (standaard)
 Wet van Lambert-Beer: Ax = εx · cx · dx en Astd = εstd · cstd ·
dstd
Ax Cx
 Verhouding nemen: = (bij gelijke
A std C std
kuvetdikte)
 Voordeel:

,  Zelfde toestel en omstandigheden → minder
foutgevoelig
o Opstellen van een standaardcurve (ijklijn)
 Werkwijze
 Gebruik meerdere standaarden met gekende
concentraties
 Meet absorptie en zet uit tegen concentratie → ijklijn
 Twee methoden
 Blanco als referentie
o Blanco = oplosmiddel + reagentia (zonder
analiet)
o Fotometer instellen op A = 0 (of %T = 100)
met blanco
o Resultaat: rechte door oorsprong → onbekende
via interpolatie
 Zuiver water als referentie
o Fotometer op 0 met gedemineraliseerd water
o Blanco absorbeert → intercept ≠ 0
o Correctie: Acorr = Agemeten - Ablanco
o Voordeel:
 Extra punt op ijklijn
 Inzicht in reagentia-absorptie (moet laag
zijn): te hoge blanco-absorptie →
reagentia mogelijk gedegradeerd →
opnieuw bereiden
 Belangrijk
 Absorbanties zijn additief: meerdere stoffen
gelijktijdig in de oplossing aanwezig → zullen meestal
onafhankelijk van elkaar absorberen, dus mag men A
optellen
Atot = AA + AB
 Blanco-correctie toepassen bij standaarden én
onbekende

De beperkingen op de wet van Lambert-Beer:

o De instrumentele beperking:
o Wet geldt strikt voor monochromatisch licht
o In praktijk:
 Perfect monochromatisch licht is moeilijk → men gebruikt
een bandbreedte (bij filterfotometers tot 100 nm)
 Toch bruikbaar bij stoffen met breed absorptiemaximum
o Waarom meten bij absorptiemaximum?
 Grootste verandering in A bij stijgende concentratie (ε
maximaal)