Absorption spectroscopy

پرسش:

سلام و وقت بخیر،
من در ازمایشگاه می خواهم Absorption spectroscopy انجام بدهم. در متون مختلف خوانده ام که برای محاسبه غلظت گونه های موجود در محلول می توانم از قانون Beer-Lambert استفاده کنم. نکته ای که باعث گیج شدن من شده است این است که در این متون نوشته شده است که در فرمول A=eLC, مقدار L باید 1cm  باشد و در انصورت A همان Absorbance است و اگر نباشد Optical density است.
 طبق فرمول فوق اگر نمودار Absorbance بر حسب Concentration  در قسمتی از حالت خطی خارج شد ممکن است یکی از دلایل غلظت بالا یا کم گونه ها در محلول باشد. برای پیدا کردن حد پایین و بالای غلظت، یکی از راه ها کاهش یا افزایش L یا OPL  هست. در این صورت تغییرL چه تاثیری در قانون Beer-Lambert می گذارد؟
اگر ذرات تولید شده درآب (Demi water) کاملا حل نشوند یعنی انحلال پذیری خوبی نداشته باشند چگونه می‌توانیم تشخیص دهیم که یکی از دلایل غیر خطی بودن نمودار به خاطر پراکندگی نور توسط این ذرات نیست؟
در برخی متون و مقالات نوشته شده که Absorbance بالای 2 قابل اعتماد نیست، اما با توجه به تفاوت detector ها چگونه می توانیم این حد را تعیین کنیم؟
با تشکر فراوان

پاسخ:

جذب نور که توسط ابزارهای مختلف ارزیابی می شود می تواند برای هر طول موج با اسپکترومتر اندازه گیری شود. میزان جذب نور به چند پارامتر مهم بستگی دارد. ضخامت یا طول مسیر نور که از نمونه گذر می کند طبعا بر مقدار جذب اثر دارد و هرچه در شرایط یکسان، نور مسیر طولانی تری طی کند جذب بیشتری ایجاد می شود. همینطور غلظت ماده جاذب نیز به همان شکل در مقدار جذب نور اثر دارد. یعنی اگر در یک سل ثابت و برای طول مسیر یکسان غلظت ماده جاذب را زیاد کنیم قطعا مقدار جذب هم زیاد می شود. و مهمتر از همه مقدار جذب به خود ماده یا قابلیت جذب ماده بستگی دارد که این خود به طول موج بستگی دارد. اگر جذب یک ماده ناچیز است با افزایش طول مسیر و غلظت ممکن است جذب کمتری نسبت به طول مسیر کمتر و غلظت کمتر برای یک ماده با جذب بالا داشته باشد. در هر حال این سه پارامتر برای ارزیابی مقدار جذب مهم هستند.

پس برای یک ماده آماده با غلظت مشخص طبعا تنها پارامتر ضخامت یا طول مسیر نور عبوری است. از این رو باید یک ضخامت مشخص برای اندازه گیری جذب بکار رود و آن طبق قرار 1 سانتی در نظر گرفته می شود.

جذب صفر یعنی همه نور عبور می کند جذب 1 یعنی 90 درصد نور جذب می شود و جذب 2 یعنی 99 درصد نور جذب می شود. رابطه نمایی چنین ایجاب می کند.

در مورد جذب بالا اغلب سعی می شود با تقویت نور ورودی و آشکارساز در آن ناحیه مقدار جذب قابل اعتماد تر شود وگرنه آشکارساز فقط نویز دریافت می کند. وقتی که ذرات پراکننده در نمونه باشد، مقداری از نور پراکنده می شود و در بررسی جذب خطا ایجاد می کند. با پراکنده شدن نور، مقدار نور رسیده با آشکارساز کاهش می یابد در صورتی که این کاهش نتیجه جذب نیست. برای بررسی جذب باید از عدم وجود ذرات پراکننده تا حد امکان اطمینان حاصل کرد. فیلتر کردن محلول یک راه برای کاهش پراکندگی و جدا کردن اجزای حل نشده است که البته غلظت را تغییر می دهد و با توزین دقیق باید غلظت را دوباره محاسبه کرد.

مطالب مربوط به جذب ابعاد مفصلی دارد که بخشی بر اساس همین قانون بیر لامبرت صورت می گیرد و بخشی به مفاهیم پایه ای تر جذب از دیدگاه الکترومغناطیس و دیدگاه کوانتمی بر می گردد.