مبادئ وتقنيات السبيكتروفوتومتري

Overview

تغطت هذه المحاضرة قوانين وتقنيات السبيكتروفوتومتري، مبادئ القياس بالجهاز، وفروقات الأجهزة، مع التركيز على العلاقات الرياضية ومكونات الأدوات.

القوانين الأساسية للسبيكتروفوتومتري

• الهدف الأساسي ربط شدة الضوء المار وتركيز العينة.
• علاقة الترانسميتانس (T) = الضوء المار / الضوء الكلي.
• الامتصاصية (A) = -لوغاريتم الترانسميتانس، أو A = لوغاريتم (I₀ / Iₜ).
• قانون لامبرت: الامتصاصية تتناسب طردياً مع المسافة التي يقطعها الضوء (الباث لينس).
• قانون بير: الامتصاصية تتناسب طردياً مع التركيز.
• قانون بير-لامبرت: A = a × b × c أو باستخدام epsilon للمولارية أو A1% للحلول المئوية.

الانحرافات عن قانون بير-لامبرت

• الانحراف الحقيقي: يظهر في المحاليل المركزة نتيجة تداخل الجزيئات.
• الانحراف الناتج عن الجهاز: بسبب خلايا غير متطابقة، عدسات متسخة، اختيار طول موجي خطأ، أو وجود ضوء شارد.
• الانحراف الكيميائي: pH، المذيب، الحرارة، أو التفاعل الكيميائي للعينة.

منحنيات ومعايرة القياس

• منحنى المعايرة: رسم الامتصاصية مقابل التركيز للحصول على علاقة خطية.
• منحنى الامتصاصية الطيفي: امتصاصية مقابل طول الموجة.
• عند تداخل أطياف مركبات متعددة تصبح الامتصاصية الكلية مجموع امتصاصية كل مركب.

الأجهزة والمكونات

• الكلوريمتري: قياس العينات الملونة في المجال المرئي فقط.
• السبيكتروفوتوميتر: قياس العينات في مجال الUV والمرئي.
• مكونات الأجهزة: مصدر ضوء، محدد طول موجي (فلتر/مونوكروميتر)، خلية العينة (كيوفيت)، كاشف ضوئي، ومصدر قراءة.
• الفرق بين Single Beam و Double Beam في عدد الشعاعات وقدرتهما على قياس العينة والبلانك في نفس الوقت.

طرق القياس العملي بالكولوريمتري

• طريقة السلسلة القياسية: مطابقة لون العينة بلون القياسات القياسية.
• طريقة العمق المتغير: استخدام جهاز دوبسك كولوريميتر للحصول على دقة أعلى.
• الطريقة الفوتوالكتريكية: تحويل شدة الضوء إلى إشارة كهربائية للقياس الدقيق.

Key Terms & Definitions

• Transmittance (T) — شدة الضوء المار من العينة نسبة للضوء الداخل.
• Absorbance (A) — مقياس كمية الضوء الممتص بواسطة العينة.
• Beer-Lambert Law — العلاقة الطردية بين امتصاصية العينة، التركيز، الباث لينس.
• Calibration Curve — رسم بياني للامتصاصية مقابل تركيز العينة.
• Colorimetry — قياس لون العينات الملونة في المجال المرئي.
• Spectrophotometer — جهاز يقيس امتصاصية العينات في ال UV والمرئي.
• Cuvette — وعاء توضع فيه العينة أثناء القياس.

Action Items / Next Steps

• مراجعة أشكال القوانين الثلاثة حسب وحدة التركيز.
• التمرن على رسم مخططات الأجهزة المختلفة.
• التحضير لمحاضرة التطبيقات العملية للسبيكتروفوتوميتر.