Mikä on ultraviolettispektroskopia?

Ultraviolettispektroskopia, usein yhdistettynä näkyvään spektroskopiaan, on tekniikka, jota käytetään tieteellisissä ja teollisissa laboratorioissa määrittämään, mitkä valon aallonpituudet kemiallinen liuos absorboi. Näiden tietojen avulla tutkija voi analysoida näyteratkaisun sisällön. Ultraviolettispektroskopia suoritetaan erityisellä laitteella, joka tunnetaan ultraviolettinäkyvällä spektrofotometrillä.

Valo on sähkömagneettisen säteilyn muoto – energia, joka kulkee aalloissa. Tämän tyyppistä säteilyä voidaan luonnehtia sen aallonpituuden perusteella. Näiden aallonpituuksien kokonaisalue muodostaa asteikon, joka tunnetaan nimellä sähkömagneettinen spektri.

Näkyvän valon aallonpituudet ovat noin 400-750 nanometriä. Lyhyemmät, korkeammat energian aallonpituudet, jotka sijaitsevat aivan näkyvän spektrin ulkopuolella, noin 10-400 nanometriä, luokitellaan ultraviolettisäteilyksi. Ultraviolettispektroskopia määrittää kemikaalin absorbanssin erityisesti spektrin ultraviolettiosassa.

Kun valo kulkee kemiallisen liuoksen läpi, tietty määrä valoa absorboituu ja tietty määrä lähetetään – se kulkee ilman imeytymistä. Yhdisteen absorboiman valon määrä voidaan mitata spektrofotometrillä ja sitä voidaan käyttää liuoksen pitoisuuden määrittämiseen. Korkeammat imeytymistasot osoittavat väkevämmän liuoksen.

Kemialliset yhdisteet paitsi absorboivat valoa, ne myös absorboivat valoa tietyillä aallonpituuksilla. Vihreänä näyttävä ratkaisu esimerkiksi lähettää vihreää näkyvää aallonpituutta ja absorboi punaista ja sinistä. Ultraviolettispektroskopia voi mitata absorbanssia ja läpäisevyyttä näkyvän spektrin ulkopuolella ultraviolettialueella.

Spektrofotometri toimii ohjaamalla valonsäde näyteliuoksen sisältävän kyvetin tai kirkkaan putken läpi. Ultraviolettispektroskopiassa kyvetin on oltava kvartsilasia eikä muovia, koska muovilla on taipumus absorboida ultraviolettivaloa. Kyvetin toisella puolella oleva ilmaisin muuntaa tulevan valon sähkövirraksi, jonka laitteen elektroniikka voi lukea.

Kaksisäteiset ultraviolettinäkyvät spektrofotometrit mittaavat sekä ultraviolettisäteilyssä että näkyvässä spektrissä käyttämällä kahta kyvettiä, joista toisessa on näyte ja toisessa vertailuliuos. Valonlähteitä on myös kaksi: toinen valonlähde tuottaa näkyvää valoa ja toinen ultraviolettivaloa. Prisman komponentti jakaa tulevan valon kahteen säteeseen. Yksi säde syötetään jokaisen kyvetin läpi, ja ilmaisin lukee tulokset.
Ilmaisimen tietoja käytetään kaavion luomiseen, joka kuvaa aallonpituuden absorbanssia vastaan. Kaavion huiput osoittavat aallonpituuksia, jotka yhdiste imeytyi voimakkaasti. Ne osoittavat myös määrällisesti liuoksen kokonaisabsorbanssin.