الأشعة فوق البنفسجيّة و المرئيّة (UV-Vis)
مقدمة:
مطيافية UV-Vis، المعروفة أيضًا باسم تحليل UV-Visible، هي اختبار مستخدم على نطاق واسع في مجالات الكيمياء والعلوم الحيوية والهندسة وعلوم البيئة. تقوم هذه الطريقة على حساب كمية امتصاص الضوء من قبل عينة في نطاق طول موجة مرئية وفوق بنفسجية. ومع ذلك، فإن تطبيقاتها متنوعة للغاية. كتحديد تركيز المركبات الكيميائية والأيونات والجزيئات وهو التطبيق الرئيسي لتحليلUV-Vis. ومع ذلك، فإن قياس فجوات الطاقة لشبه الموصلات، دراسة تقدم التفاعل، ومتابعة التفاعلات الكيميائية، وقياس حجم الجسيمات النانوية. يتم تسليط موجات كهرومغناطيسية بطول موجي من الضوء المرئي وما فوق البنفسجي على العينة، حيث تحدث ظواهر مثل الامتصاص، الانعكاس، والانكسار، وقياس حجم بعض الجسيمات النانوية هي بين تطبيقاتها الأخرى.
مبدأ الإختبار
خلال تفاعل الشعاع الكهرومغناطيسي مع العينة، يتم امتصاص ترددات معينة، مما يؤدي إلى ضعف الشعاع. كل مادة لها آليات امتصاص فريدة، وعندما يتم تحليل الشعاع الخارج باستخدام منشور، يتم قياس شدة كل طول موجي بواسطة حساس. يُظهر البرنامج النتائج في شكل رسم بياني، مما يساعد على تحديد المركبات الموجودة.
تعتمد شدة الامتصاص على تركيز المادة، مما يسمح باستخدام تقنية UV-VIS لمقارنة كميات مختلفة أو قياس التركيزات. يُعبر عن العلاقة بين الامتصاص والتركيز بقانون بير-لامبرت، حيث يكون الامتصاص متناسباً مع طول المسار وتركيز المادة.
هذا القانون ينطبق أيضاً على المحاليل متعددة المكونات، شرط عدم حدوث تفاعلات بين الأنواع المختلفة. في التركيزات العالية، قد تؤثر التفاعلات بين الجسيمات على قدرتها على الامتصاص، مما يتطلب أخذ هذه العوامل بعين الإعتبار.
فوائد القياس:
قياس امتصاص الضوء
قياس تركيز المحلول
دراسة تحرير الدواء
دراسة الخصائص الامتصاصية والنفاذية لمادة ما ضمن نطاق طولي معين
دراسة التغيرات في الامتصاص والنفاذية عند طول موجي محدد على مدى فترة زمنية
دراسة مقدار الامتصاص عند عدة أطوال موجية محددة
قياس فجوة الطاقة (باستخدام تقنية DRS)
التعرف النوعي والكمّي على نوع أو أكثر من الأنواع الخاصة في خليط.
شروط الفحص:
يمكن أن تكون العينات على شكل محلول أو مستحلب أو مسحوق.
يجب أن يتم توزيع المسحوق في وسط مناسب (عادةً الماء أو الكحول) ليصبح مستحلبًا. بالنسبة للعينات المسحوقة
بالنسبة للعينات المستحلبة، من الأفضل أن يتم توزيع العينة بواسطة حمام فوق صوتي قبل إجراء الاختبار للحصول على نتائج أفضل.
تفسير النتائج:
تفسير نتائج تحليل UV-VIS يتضمن عدة خطوات رئيسية:
رسم الطيف:
بعد إجراء التحليل، يتم رسم الطيف الذي يظهر شدة الامتصاص (A) على المحور العمودي وطول الموجة (λ) على المحور الأفقي. يمكن أن تظهر القمم في الطيف مناطق امتصاص محددة.
تحديد القمم:
قمم الطيف تشير إلى الأطوال الموجية التي تم امتصاصها. يمكن استخدام هذه المعلومات لتحديد المواد الكيميائية الموجودة في العينة بناءً على قاعدة بيانات معروفة.
قياس شدة الامتصاص:
شدة الامتصاص عند كل طول موجي يمكن أن تعطي معلومات عن تركيز المادة. وفقًا لقانون بير-لامبرت
تحليل النتائج:
الامتصاص العالي: يشير عادةً إلى تركيز عالٍ للمادة الممتصة.
الامتصاص المنخفض: قد يشير إلى تركيز منخفض أو عدم وجود المادة.
إذا تم قياس الامتصاص على فترات زمنية، يمكن تحليل كيفية تغير الامتصاص مع مرور الوقت، مما يمكن أن يعكس ديناميكيات التفاعل أو استقرار العينة.