12.7 : أجهزة قياس الطيف المرئي فوق البنفسجي

يتم قياس امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والمرئية باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية. تُستخدم مصابيح الديوتيريوم، التي تصدر الأشعة فوق البنفسجية، ومصابيح التنغستن، التي تنتج الإشعاع في المنطقة المرئية، كمصادر للضوء في مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية. يُستخدم أحادي اللون أو المنشور للشبكة الحيودية، كمثال لتقسيم الإشعاع الوارد إلى أطوال موجية مختلفة. يُستخدم نظام من الشقوق لتركيز الطول الموجي المطلوب على خلية العينة. يجب أن تكون العينات لمطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية في الطور السائل. لذلك، يجب إذابة المركبات العضوية الصلبة في مذيب مناسب قبل التحليل. ثم توضع العينة في حامل عينة يُعرف باسم الكوفيت. اعتمادًا على العينة والإشعاع المستخدم، قد يكون الكوفيت مصنوعًا من بلورة الكوارتز أو الزجاج أو البلاستيك. تُستخدم خلايا العينات الزجاجية أو البلاستيكية في التحليل الطيفي المرئي لأن حدودها الطيفية تبلغ حوالي 350 نانومتر - مما يعني أنها تنقل الضوء المرئي بشكل فعال ولكنها تمتص الأشعة فوق البنفسجية. يستخدم التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية خلايا الكوارتز ذات حدود أقل تبلغ حوالي 200 نانومتر للسماح بنقل الأشعة فوق البنفسجية.

نظرًا لأن المذيب يمتص الضوء أيضًا، يتم استخدام عينة فارغة من المذيب وحده قبل تحليل العينة الفعلية. يعد اختيار المذيب المناسب للتحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية أمرًا بالغ الأهمية لقياسات الامتصاص الدقيقة. الماء والإيثانول بنسبة 95% والهكسان هي المذيبات الأكثر استخدامًا في التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية المرئية. يساعد المذيب المناسب أيضًا في الحصول على البنية الدقيقة لنطاق الامتصاص. لا تشكل المذيبات غير القطبية روابط هيدروجينية مع المذاب. ونتيجة لذلك، سيكون الطيف النهائي للمذاب مشابهًا للطيف الذي لوحظ في الطور الغازي، حيث غالبًا ما يكون الهيكل الدقيق موجودًا. على النقيض من ذلك، تشكل المذيبات القطبية روابط هيدروجينية مع المواد المذابة، مما يعني أن البنية الدقيقة لنطاق الامتصاص لن تكون موجودة.

عادةً ما يتم استخدام أنبوب مضاعف ضوئي وأجهزة اقتران الشحنة والصمام الضوئي أو مجموعة الصمامات الضوئية كأجهزة كشف. يشار إلى شدة الضوء الذي يمر عبر خلية العينة ب I. في جهاز أحادي الشعاع، يمر كل الضوء عبر خلية العينة. في جهاز ثنائي الشعاع، ينقسم الضوء إلى شعاعين؛ يتم استخدام شعاع واحد كمرجع، ويتم تمرير الشعاع الآخر عبر العينة. في أجهزة قياس الطيف الحديثة ذات مجموعة الصمامات الثنائية، تُستخدم أجهزة الكشف عن الصمامات الضوئية لتسجيل الطيف بالكامل مرة واحدة.