Inleiding (= achtergrondkennis)
· Licht en andere vormen van stralingsenergie kunnen interfereren met atomaire en of moleculaire
stelsels.
· Atomen en moleculen kunnen licht absorberen.
· De maten van absorptie en emissie correleren met de concentratie.
· De elektromagnetische straling is een energievorm die zich in de ruimte met grote snelheid
voorplant en is verschillende vormen kan voorkomen.
· De elektromagnetische straling is een transversaal golfverschijnsel, loodrecht op een andere
richting, met oscillerende, elektrische en magnetische velden.
· De elektromagnetische straling kan beschouwd worden als fotonen waarvan de energie in
verhouding is met de stralingsfrequentie.
·
· Frequentie
De frequentie drukt het aantal oscillaties per seconde uit.
1
𝑓 =
𝑇
· Periode
De periode is de tijd die nodig is voor 1 oscillatie. Het is afhankelijk van de aard van de stralingsbron
maar onafhankelijk van het medium.
· Golflengte
De golflengte is de afstand tussen 2 opeenvolgende punten in dezelfde fasen, dus de afstand tussen
2 maxima.
· Golgetal
Het golfgetal geeft weer hoeveel golven er voorkomen per lengte-eenheid.
· Voortplantingssnelheid
De voortplantingssnelheid is de snelheid waarmee de straling zich door de ruimte voortplant.
𝑚
𝜆 = 𝑐𝑓 𝑚𝑒𝑡 𝑐 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑠𝑛𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 1= 3 . 105 6
𝑠𝑒𝑐
· De golflengte is omgekeerd evenredig met de frequentie en de frequentie is recht evenredig met
de energie. Hoe groter de golflengte, hoe lager de frequentie en hoe lager energie.
· UV licht is energierijk waardoor het zich over een kortere golflengte uitstrekt en het dus een
smal spectrum is.
· Infrarood is minder energierijk waardoor het zich over een langere golflengte uitstrekt en
het dus een breedbandig spectrum is.
· De rode kleur van een oplossing ontstaat omdat de oplossing vooral rood licht doorlaat.
· De complementaire golflengte zal geabsorbeerd worden en de complementaire kleur van
rood is groen. Als de oplossing groen absorbeert zal rood worden doorgelaten.
· Als we de absorptie willen meten is het niet interessant om te werken met een golflengte die wordt
doorgelaten
· We gaan de golflengte gebruiken die door de oplossing het meest geabsorbeerd wordt.
· Als we de hoeveelheid dat wordt geabsorbeerd weten, kunnen we de concentratie bepalen.
,· Het elektromagnetisch spectrum
· X-ray: 10-8 dus in Ångström
De elektronen bewegen tussen de binnenste en buitenste schil.
· Ultra violet: 10-8 en 10-6 maar vaak in nanometers
· Zichtbaar licht: 10-6 maar vaak in nanometers.
· Infrarood: 10-6 en 10-4 dus in micrometerschaal
De elektronen nemen energie op en trillen/bewegen. Bij het infrarood spectrum
· Microwave: 10-3 en 10-1
· Het UV-VIS-IR absorptiespectrum
Als we licht met een bepaalde intensiteit doorheen een oplossing met een onbekende substantie
sturen, dan zal de substantie, afhankelijke van de kleur, een hoeveelheid van het licht absorberen.
Hierdoor zal de intensiteit van het licht na doorgang kleiner.
· Ultraviolet licht: 180-400 nm
· Zichtbaar licht: 400-800 nm
· Infrarood licht: > 800 nm
, Bespreek de basisprincipes van stralingsabsorptie en de
frequentiebetrekking
· Normaal bevinden moleculen zich in de grondtoestand bij een bepaald energieniveau.
· Als we elektromagnetische straling laten invallen op de moleculen zullen de moleculen energie
opnemen. Hierdoor komen ze in een hogere energietoestand en dit noemen we de aangeslagen
toestand.
· Door elektromagnetische straling te laten invallen gaan de moleculen van de grondtoestand
naar de aangeslagen toestand.
· De stralingsenergie kan op 3 niveaus opgenomen worden.
· De rotatie-energietransitie (bij grotere golflengtes)
Moleculen kunnen draaien ten opzichte van elkaar. Als ze een bepaalde hoeveelheid energie
ontvangen, zullen ze roteren. Het roteren gebeurt bij een relatief lage hoeveelheid energie.
· De vibratie energieniveaus
Bij een iets hogere dosis energie zullen groepen of atomen beginnen trillen ten opzichte van
elkaar.
· De elektronenovergangen (bij kleinere golflengtes)
Bij het hoogste energieniveau zullen er elektronenovergangen plaatsvinden. De elektronen
van een lagere schil gaan zich verplaatsten naar een hogere schil. De elektronen gaan dus
naar een hoger energieniveau.
· De 3 niveaus zijn boven elkaar gesupponeerd en dit wil zeggen dat we elektronenovergangen
hebben we ook rotatie en vibratie energie hebben. De niveaus kunnen met elkaar overlappen. Dit
geldt wel enkel voor moleculaire spectra.
· De absorptie van elektromagnetische straling kan enkel als de energie van de geabsorbeerde straling
exact gelijk is aan het energieverschil tussen de grondtoestand en de aangeslagen toestand.
· Hiervoor geldt de frequentiebetrekking van bohr:
ℎ.𝑐
∆𝐸 = ℎ . 𝑣 =
𝜆
· Als de moleculen of atomen straling hebben geabsorbeerd komen ze terecht in de
aangeslagen/labiele toestand.
· De labiele toestand is van korte duur en de moleculen/atomen vallen snel terug in de
grondtoestand.
· Als de moleculen/atomen terugvallen naar de grondtoestand gaat dit gepaard met een aantal
relaxatieprocessen zoals de afgifte/emissie van licht of warmte.
· De aangeslagen moleculen kunnen de excitatie energie opnieuw afgeven door emissie van
straling wat dan gemeten kan worden met behulp van fluorescentie.
· Licht en andere vormen van stralingsenergie kunnen interfereren met atomaire en of moleculaire
stelsels.
· Atomen en moleculen kunnen licht absorberen.
· De maten van absorptie en emissie correleren met de concentratie.
· De elektromagnetische straling is een energievorm die zich in de ruimte met grote snelheid
voorplant en is verschillende vormen kan voorkomen.
· De elektromagnetische straling is een transversaal golfverschijnsel, loodrecht op een andere
richting, met oscillerende, elektrische en magnetische velden.
· De elektromagnetische straling kan beschouwd worden als fotonen waarvan de energie in
verhouding is met de stralingsfrequentie.
·
· Frequentie
De frequentie drukt het aantal oscillaties per seconde uit.
1
𝑓 =
𝑇
· Periode
De periode is de tijd die nodig is voor 1 oscillatie. Het is afhankelijk van de aard van de stralingsbron
maar onafhankelijk van het medium.
· Golflengte
De golflengte is de afstand tussen 2 opeenvolgende punten in dezelfde fasen, dus de afstand tussen
2 maxima.
· Golgetal
Het golfgetal geeft weer hoeveel golven er voorkomen per lengte-eenheid.
· Voortplantingssnelheid
De voortplantingssnelheid is de snelheid waarmee de straling zich door de ruimte voortplant.
𝑚
𝜆 = 𝑐𝑓 𝑚𝑒𝑡 𝑐 𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑐ℎ𝑡𝑠𝑛𝑒𝑙ℎ𝑒𝑖𝑑 1= 3 . 105 6
𝑠𝑒𝑐
· De golflengte is omgekeerd evenredig met de frequentie en de frequentie is recht evenredig met
de energie. Hoe groter de golflengte, hoe lager de frequentie en hoe lager energie.
· UV licht is energierijk waardoor het zich over een kortere golflengte uitstrekt en het dus een
smal spectrum is.
· Infrarood is minder energierijk waardoor het zich over een langere golflengte uitstrekt en
het dus een breedbandig spectrum is.
· De rode kleur van een oplossing ontstaat omdat de oplossing vooral rood licht doorlaat.
· De complementaire golflengte zal geabsorbeerd worden en de complementaire kleur van
rood is groen. Als de oplossing groen absorbeert zal rood worden doorgelaten.
· Als we de absorptie willen meten is het niet interessant om te werken met een golflengte die wordt
doorgelaten
· We gaan de golflengte gebruiken die door de oplossing het meest geabsorbeerd wordt.
· Als we de hoeveelheid dat wordt geabsorbeerd weten, kunnen we de concentratie bepalen.
,· Het elektromagnetisch spectrum
· X-ray: 10-8 dus in Ångström
De elektronen bewegen tussen de binnenste en buitenste schil.
· Ultra violet: 10-8 en 10-6 maar vaak in nanometers
· Zichtbaar licht: 10-6 maar vaak in nanometers.
· Infrarood: 10-6 en 10-4 dus in micrometerschaal
De elektronen nemen energie op en trillen/bewegen. Bij het infrarood spectrum
· Microwave: 10-3 en 10-1
· Het UV-VIS-IR absorptiespectrum
Als we licht met een bepaalde intensiteit doorheen een oplossing met een onbekende substantie
sturen, dan zal de substantie, afhankelijke van de kleur, een hoeveelheid van het licht absorberen.
Hierdoor zal de intensiteit van het licht na doorgang kleiner.
· Ultraviolet licht: 180-400 nm
· Zichtbaar licht: 400-800 nm
· Infrarood licht: > 800 nm
, Bespreek de basisprincipes van stralingsabsorptie en de
frequentiebetrekking
· Normaal bevinden moleculen zich in de grondtoestand bij een bepaald energieniveau.
· Als we elektromagnetische straling laten invallen op de moleculen zullen de moleculen energie
opnemen. Hierdoor komen ze in een hogere energietoestand en dit noemen we de aangeslagen
toestand.
· Door elektromagnetische straling te laten invallen gaan de moleculen van de grondtoestand
naar de aangeslagen toestand.
· De stralingsenergie kan op 3 niveaus opgenomen worden.
· De rotatie-energietransitie (bij grotere golflengtes)
Moleculen kunnen draaien ten opzichte van elkaar. Als ze een bepaalde hoeveelheid energie
ontvangen, zullen ze roteren. Het roteren gebeurt bij een relatief lage hoeveelheid energie.
· De vibratie energieniveaus
Bij een iets hogere dosis energie zullen groepen of atomen beginnen trillen ten opzichte van
elkaar.
· De elektronenovergangen (bij kleinere golflengtes)
Bij het hoogste energieniveau zullen er elektronenovergangen plaatsvinden. De elektronen
van een lagere schil gaan zich verplaatsten naar een hogere schil. De elektronen gaan dus
naar een hoger energieniveau.
· De 3 niveaus zijn boven elkaar gesupponeerd en dit wil zeggen dat we elektronenovergangen
hebben we ook rotatie en vibratie energie hebben. De niveaus kunnen met elkaar overlappen. Dit
geldt wel enkel voor moleculaire spectra.
· De absorptie van elektromagnetische straling kan enkel als de energie van de geabsorbeerde straling
exact gelijk is aan het energieverschil tussen de grondtoestand en de aangeslagen toestand.
· Hiervoor geldt de frequentiebetrekking van bohr:
ℎ.𝑐
∆𝐸 = ℎ . 𝑣 =
𝜆
· Als de moleculen of atomen straling hebben geabsorbeerd komen ze terecht in de
aangeslagen/labiele toestand.
· De labiele toestand is van korte duur en de moleculen/atomen vallen snel terug in de
grondtoestand.
· Als de moleculen/atomen terugvallen naar de grondtoestand gaat dit gepaard met een aantal
relaxatieprocessen zoals de afgifte/emissie van licht of warmte.
· De aangeslagen moleculen kunnen de excitatie energie opnieuw afgeven door emissie van
straling wat dan gemeten kan worden met behulp van fluorescentie.
