Spektrometre typer

Spektrometre er videnskabelige instrumenter, der bruges til at identificere eller bekræfte kemiske arter, kemiske strukturer eller koncentration af stoffer i en prøve. Der er mange typer spektrometre, med mange mulige variationer og modifikationer, der kan specialisere eller udvide anvendeligheden af ​​et instrument. I de fleste tilfælde skal en prøve, der sendes til spektrometrisk analyse, være ret ren for at undgå forstyrrende resultater.

Materiel og energi

Spektrometri er baseret på interaktioner mellem stof og energi. En prøve stimuleret med en bestemt form for energi vil reagere på en måde, der er karakteristisk for prøven. Afhængigt af metoden svarer en prøve til en energiindgang ved at absorbere energi, frigive energi eller måske endda ved at gennemgå en permanent fysisk forandring. Hvis en prøve ikke giver noget svar i et bestemt instrument, er der også oplysninger i det pågældende resultat.

Colorimeters

I et kolorimeter er en prøve udsat for en enkelt bølgelængde af lys eller er scannet med mange forskellige bølgelængder af lys. Lyset er i det synlige bånd af det elektromagnetiske spektrum. Farvede væsker reflekterer, transmitterer (lad passere) eller absorberer forskellige farver af lys til forskellige grader. Colorimetri er nyttig til bestemmelse af koncentrationen af ​​et kendt stof i opløsning ved at måle en prøves transmittans eller absorbans ved en fast bølgelængde og sammenligne resultatet med en kalibreringskurve. En videnskabsmand producerer kalibreringskurven ved at analysere en række standardløsninger med kendt koncentration.

UV-spektrometre

Ultraviolet (UV) spektroskopi virker på et princip, der ligner farveimetri, medmindre det bruger ultraviolet lys. UV-spektroskopi kaldes også elektronisk spektroskopi, fordi resultaterne afhænger af elektronerne i prøveforbindelsens kemiske bindinger. Forskere bruger UV spektrometre til at studere kemisk binding og bestemme koncentrationerne af stoffer (f.eks. Nukleinsyrer), der ikke interagerer med synligt lys.

IR spektrometre

Kemikere bruger infrarøde (IR) spektrometre at måle responsen af ​​en prøve til infrarødt lys. Enheden sender en række IR-bølgelængder gennem prøven for at optage absorbansen. IR-spektroskopi kaldes også vibrations- eller rotationsspektroskopi, fordi de vibrationelle og roterende frekvenser af atomer bundet til hinanden er de samme som frekvenserne af IR-stråling. IR-spektrometre bruges til at identificere ukendte forbindelser eller for at bekræfte deres identitet, da et IR-spektrum af et stof tjener som et unikt "fingeraftryk."

Atomspektrometre

Atomspektrometre bruges til at finde det elementære sammensætning af prøver og bestemme koncentrationerne af hvert element. Der er to grundlæggende typer atom spektrometre: emission og absorption. I begge tilfælde brænder en flamme prøven, bryder den ned i atomer eller ioner af de elementer, der er til stede i prøven. Et emissionsinstrument registrerer bølgelængderne af lys udgivet af de ioniserede atomer. I et absorbansinstrument passerer lyset af specificerede bølgelængder gennem de aktiverede atomer til en detektor. Bølgelængderne af emissionerne eller absorbanserne er karakteristiske for de tilstedeværende elementer.

Massespektrometre

Massespektrometre bruges til at analysere og identificere molekylers kemiske struktur, især store og komplekse. En prøve injiceres i instrumentet og ioniseres (enten kemisk eller med en elektronstråle) for at slukke for elektroner og skabe positive ladede ioner. Sommetider brydes prøveemolekylerne i mindre ioniserede fragmenter i processen. Ionerne føres gennem et magnetfelt, hvilket får de ladede partikler til at følge en buet sti for at slå en detektor på forskellige steder. Tyngre partikler følger en anden vej end lysere, og prøven er identificeret ved at sammenligne resultatet med dem, der produceres ved standardprøver af kendt sammensætning.