Spectrofotometrie
Extinctie=1 wordt 90% geabsorbeerd (10% doorgelaten)
De deeltjestheorie gaat er vanuit dat licht bestaat uit pakketjes energie, deze pakketjes
worden fotonen genoemd. Licht is elektromagnetische straling, en is een vorm van energie.
Zichtbaar licht verloopt van 400 nm tot 800 nm. Complementaire kleuren worden samen wit.
Een voorwerp van een bepaalde kleur absorbeert voornamelijk licht uit het
tegenoverliggende segment. Als wit licht op een rode oplossing valt dan zal de oplossing
alleen het rode gedeelte van het spectrum doorlaten en de rest van het licht zal meer of
minder geabsorbeerd worden.
Wat gebeurt er met een molecuul indien er energie geabsorbeerd wordt.
1. Eelektron: de banen van elektronen om de kern veranderen. Een elektron dat energie
van een foton krijgt gaat naar een hogere baan. Zo’n atoom is nu een aangeslagen
deeltje. Gaat een elektron naar het dichtstbijzijnde hogere energieniveau, dan wordt
er over een aangeslagen toestand gesproken.
2. Evibratie: energie uit een foton kan gebruikt worden de trilling tussen atomen te
versterken. Als er geen bindingen zijn, is het ook niet mogelijk om veranderingen in
trilling van bindingen aan te brengen. Atomaire elementen hebben dus geen vibratie-
energie. Tweeatomige bindingen ook niet, omdat een eis is dat het dipoolmoment
verandert tijdens de vibratie.
3. Erotatie: energie kan gebruikt worden om een molecuul sneller rond te laten draaien.
Het is van belang dat bij de rotatie van een molecuul het zwaartepunt van plaats
veranderd. Is dat niet het geval, zoals bij de losse atomen of bol symmetrische
moleculen, is er dus geen sprake van een energie-verandering bij het sneller of
langzamer roteren, en zal er dus geen rotatie-energie opgenomen of afgegeven
worden.
4. Etranslatie: verplaatsing in ruimte. Dit is te berekenen door: Etranslatie=3/2*k*T. Hierin is: k
de constante van Boltzmann (1,381*10-23J*K-1), T de temperatuur on kelvin.
, Een bijzondere eigenschap van de elektronen-, vibratie- en rotatie-energie is dat de
veranderingen in deze energie niet willekeurig alle waarden kunnen aannemen.
Veranderingen vinden alleen plaats met vaste energiewaarden. De elektronen-, vibratie- en
rotatie-energieën zijn gekwantificeerd!
De totale energie-inhoud van een molecuul kan dus weergegeven worden als:
Etotaal = Eelektronen + Evibratie + Erotatie + 3/2 k T
Bij spectrofotometrie speelt de elektronenovergang een belangrijke rol. Deze vindt plaats in
het zichtbare licht en in het ultravioletgebied. In gekleurde oplossingen vindt absorptie plaats
in het zichtbare gebied en is de overgang vaak van E0 naar E1. Bij kleurloze oplossingen
vindt absorptie plaats in het ultravioletgebied. Hierbij vindt voornamelijk de overgang plaats
van E0 naar E2.
De deeltjes verliezen de extra energie weer door botsingen met naburige deeltjes. De bij de
absorptie opgenomen potentiële energie wordt dan omgezet in kinetische energie en dit
komt erop neer dat de foton-energie van de stralingsbundel van de spectrofotometer wordt
omgezet in warmte.
Fluorescentie: in sommige gevallen verliezen deeltjes geen extra energie door een botsing.
Het deeltje bewaart de extra potentiële energie enige tijd en zendt dan weer een foton met
energie uit, dus licht.
Fosforescentie: het verschijnsel dat een stof, na een tijd te zijn belicht, in het donker nog
een poos blijft nalichten.
Het geëmitteerde foton bevat minder energie dan het geabsorbeerde foton. Bij fluorescentie
is sprake van een overgang van een aangeslagen singlet toestand (gepaarde elektronen ↑↓)
naar een grondtoestand die ook singlet is (gepaarde elektronen ↑↓). Bij fosforescentie is er
sprake van een overgang van een aangeslagen triplet (ongepaarde elektronen ↑↑) toestand
naar een grondtoestand die singlet is (gepaarde elektronen ↑↓).
Extinctie=1 wordt 90% geabsorbeerd (10% doorgelaten)
De deeltjestheorie gaat er vanuit dat licht bestaat uit pakketjes energie, deze pakketjes
worden fotonen genoemd. Licht is elektromagnetische straling, en is een vorm van energie.
Zichtbaar licht verloopt van 400 nm tot 800 nm. Complementaire kleuren worden samen wit.
Een voorwerp van een bepaalde kleur absorbeert voornamelijk licht uit het
tegenoverliggende segment. Als wit licht op een rode oplossing valt dan zal de oplossing
alleen het rode gedeelte van het spectrum doorlaten en de rest van het licht zal meer of
minder geabsorbeerd worden.
Wat gebeurt er met een molecuul indien er energie geabsorbeerd wordt.
1. Eelektron: de banen van elektronen om de kern veranderen. Een elektron dat energie
van een foton krijgt gaat naar een hogere baan. Zo’n atoom is nu een aangeslagen
deeltje. Gaat een elektron naar het dichtstbijzijnde hogere energieniveau, dan wordt
er over een aangeslagen toestand gesproken.
2. Evibratie: energie uit een foton kan gebruikt worden de trilling tussen atomen te
versterken. Als er geen bindingen zijn, is het ook niet mogelijk om veranderingen in
trilling van bindingen aan te brengen. Atomaire elementen hebben dus geen vibratie-
energie. Tweeatomige bindingen ook niet, omdat een eis is dat het dipoolmoment
verandert tijdens de vibratie.
3. Erotatie: energie kan gebruikt worden om een molecuul sneller rond te laten draaien.
Het is van belang dat bij de rotatie van een molecuul het zwaartepunt van plaats
veranderd. Is dat niet het geval, zoals bij de losse atomen of bol symmetrische
moleculen, is er dus geen sprake van een energie-verandering bij het sneller of
langzamer roteren, en zal er dus geen rotatie-energie opgenomen of afgegeven
worden.
4. Etranslatie: verplaatsing in ruimte. Dit is te berekenen door: Etranslatie=3/2*k*T. Hierin is: k
de constante van Boltzmann (1,381*10-23J*K-1), T de temperatuur on kelvin.
, Een bijzondere eigenschap van de elektronen-, vibratie- en rotatie-energie is dat de
veranderingen in deze energie niet willekeurig alle waarden kunnen aannemen.
Veranderingen vinden alleen plaats met vaste energiewaarden. De elektronen-, vibratie- en
rotatie-energieën zijn gekwantificeerd!
De totale energie-inhoud van een molecuul kan dus weergegeven worden als:
Etotaal = Eelektronen + Evibratie + Erotatie + 3/2 k T
Bij spectrofotometrie speelt de elektronenovergang een belangrijke rol. Deze vindt plaats in
het zichtbare licht en in het ultravioletgebied. In gekleurde oplossingen vindt absorptie plaats
in het zichtbare gebied en is de overgang vaak van E0 naar E1. Bij kleurloze oplossingen
vindt absorptie plaats in het ultravioletgebied. Hierbij vindt voornamelijk de overgang plaats
van E0 naar E2.
De deeltjes verliezen de extra energie weer door botsingen met naburige deeltjes. De bij de
absorptie opgenomen potentiële energie wordt dan omgezet in kinetische energie en dit
komt erop neer dat de foton-energie van de stralingsbundel van de spectrofotometer wordt
omgezet in warmte.
Fluorescentie: in sommige gevallen verliezen deeltjes geen extra energie door een botsing.
Het deeltje bewaart de extra potentiële energie enige tijd en zendt dan weer een foton met
energie uit, dus licht.
Fosforescentie: het verschijnsel dat een stof, na een tijd te zijn belicht, in het donker nog
een poos blijft nalichten.
Het geëmitteerde foton bevat minder energie dan het geabsorbeerde foton. Bij fluorescentie
is sprake van een overgang van een aangeslagen singlet toestand (gepaarde elektronen ↑↓)
naar een grondtoestand die ook singlet is (gepaarde elektronen ↑↓). Bij fosforescentie is er
sprake van een overgang van een aangeslagen triplet (ongepaarde elektronen ↑↑) toestand
naar een grondtoestand die singlet is (gepaarde elektronen ↑↓).
