Ultraviolet-zichtbare absorptie
UV-zichtbare absorptie is een proces waarbij een molecuul ultraviolet of zichtbaar licht absorbeert dat elektronen exciteert (hoge energie geeft). Deze energie veroorzaakt een elektronische overgang van een grondtoestand (niet aangeslagen) naar een aangeslagen toestand.
Dit wordt gebruikt in een techniek van absorptiespectroscopie die bekend staat als UV-zichtbare spectroscopie.
Het elektromagnetisch spectrum
Energieabsorptie
Verschillende moleculen absorberen verschillende golflengten van licht. De golflengten van licht voor UV-zichtbare absorptie gaan van ongeveer 200 nanometer tot 800 nanometer. Dit is een deel van het elektromagnetische spectrum dat is afgebeeld.
Absorptie van licht begint met de blootstelling van energie van een bepaalde golflengte in dit UV-zichtbare gebied aan een molecuul. Het licht/de energie wekt dan de grondtoestand (niet aangeslagen) buitenste of valentie-elektronen op tot een aangeslagen toestand (hoge energie). Het resultaat hiervan kan worden gemeten met een UV-zichtbare spectrofotometer. De gegevens worden weergegeven als een spectrum met absorptie versus golflengte. Dit patroon kan worden gebruikt om eigenschappen van het molecuul te leren kennen. Alleen bepaalde moleculen kunnen licht in dit gebied absorberen.
Chromoforen
Moleculen die licht absorberen bij deze golflengten worden chromoforen genoemd. Chromoforen zijn functionele groepen van een molecuul die licht absorberen in dit UV-Visible gebied. Zij worden meestal gekenmerkt door gedelokaliseerde pi-elektronen. Pi-elektronen verwijzen naar een type binding tussen elektronenbanen die pi orbitalen worden genoemd. Als er veel van deze pi-elektronen in een molecuul aanwezig zijn, kunnen de elektronen worden gedelokaliseerd of verspreid over het molecuul. Een voorbeeld van een dergelijk molecuul is hieronder afgebeeld. Veel kleurstoffen (gekleurde moleculen) worden gekenmerkt door deze gedelokaliseerde pi-elektronen en hun kleur. Deze moleculen kunnen worden gebruikt als pH-indicatoren om te bepalen of een oplossing zuur of basisch is. Toevoeging van zuur of base verstoort de gedelokaliseerde pi-elektronen. Deze verstoring veroorzaakt een kleurverandering.
Lakmoespoeder
Chemische structuur van 7-hydroxyfenoxazon, de chromofoor van lakmoescomponenten
Wet van Beer
De absorptie van een molecuul kan worden gebruikt om de concentratie van het molecuul in de oplossing te bepalen. Om de concentratie te bepalen wordt de wet van Beer gebruikt. Dit is een wiskundig verband dat wordt weergegeven door onderstaande vergelijking.
A = a b c {Displaystyle A=abc} 
A= absorptie, a=absorptiecoëfficiënt, b=padlengte, c=concentratie
De componenten van de Wet van Beer kunnen door proeven worden bepaald. Zij kunnen ook worden gevonden in de literatuur. Als de absorptie wordt gemeten met een UV-zichtbare spectrofotometer (instrument om de absorptie en de golflengte van moleculen te meten), is de weglengte (b) gerelateerd aan het monsterpotje dat bij de proef wordt gebruikt. De monsterhouder (cuvette genoemd) is gemaakt van een materiaal dat in dit gebied geen licht absorbeert. De dikte van deze cuvet is een bekende waarde. Dit is de weglengte die het licht aflegt om het monster te bereiken. De molaire absorptiecoëfficiënt kan worden berekend door de absorptie te meten van een monster met een bekende concentratie en een bekende weglengte. De eenheden van de absorptiecoëfficiënt zijn afhankelijk van de padlengte en de concentratie-eenheden. Molaire absorptie-eenheden zijn L mol-1 cm-1 wanneer de concentratie-eenheden molariteit zijn. De absorptiviteit is een maat voor hoe sterk een molecuul licht bij een bepaalde golflengte absorbeert. Zodra deze constante is bepaald, kunnen uit deze relatie onbekende concentraties worden bepaald.
Beckman DU640 UV/Vis-spectrofotometer.
