آنالیز و روشهای دستگاهی

اسپکتروفتومتر ناحیه مریی Spectrophotometer

روشهای طیف سنجی براساس بر هم کنش تابش الکترومغناطیسی با ماده بنیان گذاری شده است و چون امواج الکترومغناطیس، حاصل کاهش سرعت ذرات با بار الکتریکی است بنابراین توسط ماده جذب شده و سبب افزایش سرعت ذرات می گردد. علاوه بر این انرژی نورانی در بر هم کنش با ماده و جذب آن توسط ماده، باعث برانگیختن ماده به ترازهای انرژی بالاتر می گردد. بنابراین بسته به شدت و قدرت انرژی وارده به ذره با ماده بر هم کنش کرده و پدیده خاصی را سبب می گردد که اساس اندازه گیریهایی نظیر اسپکتروفتومتری را تشکیل می دهد.و می تواند شامل کلیه نواحی طیف الکترومغناطیس از اشعه گاما و ناحیه مریی تا امواج رادیویی باشد. در این رابطه، روشهای جذب، نشر، شکست، پراش (Diffraction) و پلاریزه شدن نور را می توان مورد توجه قرار داد که مهمترین آنها روشهای اسپکتروفتومتری جذبی و نشری و فلورسانس است.

طول موج نور مریی بیشتر و در نتیجه انرژی آن کمتر از UV است. در اثر تابش نور به ماده در آن نقل و انتقالات الکترونی صورت می گیرد، e ها تحریک شده و به سطوح انرژی بالاتر می روند. بسته به ساختمان شیمیایی جسم، نقل و انتقالات الکترونی مختلفی می تواند صورت گیرد، و محل جذب بستگی به ساختمان شیمیایی ماده دارد. بنابراین از gmaxبرای شناسایی مواد استفاده می شود که طول موجی است که در آن حداکثر جذب صورت می گیرد و برای تعیین غلظت جسم مجهول gmax را به نمونه می تابانیم. مقدار جذب از قوانین جذب Bear & Lambert پیروی می کند و از رابطه A=e lc محاسبه می شود.

معمولا در محدوده ای که جذب با غلظت رابطه خطی دارد ،تعیین مقدار انجام می شود.اگر غلظت نمونه و استاندارد به هم نزدیک باشد و غلظتها هم در محدوده خطی باشند، می توان با استفاده از تناسب  محاسبات را انجام داد.

 

اجزاء و قسمتهای مختلف دستگاه اسپکتروسکوپ

اسپکتروفتومتر از دو بخش اسپکترومتر و فتومتر تشکیل شده است. اسپکترومتر بخشی است که نور منوکروم را ایجاد کرده و دارای منبع نور، عدسی، شکافها، منوکروماتور (صافی، منشور یا ((Grating system) می باشد. بخش فتومتر دارای اسباب سنجش نور می باشد.

1- منبع نورانی:منبع نور مورد استفاده در اسپکتروفتومتر بسته به ناحیه مورد استفاده، متفاوت می باشد. برای نورهای مرئی از لامپ تنگستن استفاده می شود که نورهایی با طول موج بین 350 تا 800 نانومتر ایجاد می کند. و برای نورهای ماوراء بنفش (UV) از لامپ جیوه، هیدروژن استفاده می شود. این لامپها در ناحیه بین 200 تا 600 نانومتر بکار می روند. در دستگاههای پیشرفته تر هر دو نوع لامپ وجود دارد.

2- عدسی ها: (آینه ها): برای کنترل کردن مسیر نور، وجود عدسی لازم است. به جای عدسی ها از آینه هایی که به شکل نیمدایره یا محدب ساخته شده اند می توان استفاده نمود.

3- شکافها (slits): در هر اسپکتروفتومتری دو شکاف وجود دارد: یکی را شکاف ورودی و دیگری را خروجی می گویند. شکافها رل مهمی در جداکردن نور دلخواه با طول موج مشخص دارند. به همین جهت اندازه این شکافها بسیار مهم هستند. بیشتر دستگاهها پیچی دارند که اندازه این شکافها را می توان برحسب احتیاج تغییر داد. هر چه طول این شکافها بیشتر باشد پهنای نور عبوری (band-pass) بیشتر بوده و دامنه طول موج آن نیز زیاد می باشد و به عبارت دیگر نورهای دیگری که مورد نیاز نیستند عبور می کنند. این نور اضافی را Stray light می نامند

4- منوکروماتور(monochromators): اشعه نورانی پس از عبور از عدسی ها و شکاف مقدار و مسیر آنها کنترل شده سپس به دستگاهی که می تواند نور پلی کروم را به منوکروم تبدیل کند وارد می شود. پس نوری با طول موج مشخص و انتخابی به وجود می آورند. دو نوع منوکروماتور وجود دارد منشور و Grating.

5- محل نمونه:ظرف محتوی نمونه را سل یا کووت (cuvett) می نامند که از جنس شیشه، کوارتز یا پلاستیک است. برای اندازه گیری شدت رنگ محلولها و بلانک بکار می رود. سلهای شیشه ای و پلاستیکی برای ناحیه مرئی به کار می رود و در ناحیه ماوراء بنفش از سل کوارتز استفاده می شود. طول سلها معمولا 1 سانتی متر است و سلهایی با طول cm 1/0 تا cm 10 نیز موجود می باشد. محل قرار گرفتن نمونه بسته به اینکه دستگاه جایگاه جدا برای رفرنس (بلانک) دارد یا نه، Single beam و Double beam نام دارد. و کووت ها برحسب نوع شیشه و شکل چند نوع می باشند.

1- کووتهای مکعبی: سطح مقطع این کووت ها مربع بوده و از جنس شیشه خالص (برای نورهای مرئی) و کوارتز( برای نور ماوراء بنفش) می باشند. شیشه نور مرئی را از خود عبور می دهد ولی نور ماوراء بنفش را به مقدار زیادی جذب می کند. کووتهای مکعب، گران و کارکردن و تمیز نگهداشتن آنها دقت بسیار لازم دارد.

2- کووتهای گرد: سطح مقطع این دسته از کووتها گرد بوده و برای کارهای روزمره آزمایشگاهی بکار می روند. با همه دقتی که در ساختن کووتها می شود ،مکرر دیده می شود که آیا A دو کووت مشابه، یکسان نیست. برای جلوگیری از استفاده کووتهای ناجور باید آنها را کالیبره نمود.

برای کالیبره کردن کووتها محلولی را که نسبتا پایدار است مثل هموگلوبین با غلظت 50 میلی گرم درصد میلی لیتر تهیه می نمایند. باید T این محلول در طول موج nm 540 برابر 3/0 ± 50% باشد. راه دیگراینست که به جای کالیبره کردن کووتها از یک کووت برای شاهد و استانداردو نمونه استفاده کنند.

نکات زیر را باید درباره کووت ها رعایت کرد:

1- هرگز قسمت پایین کووت را با دست نمی گیرند چون نور از این قسمت کووت عبور می کند.

2- کووت را دو بار با محلول مورد آزمایش آبکشی می نمایند.

3- موقع استفاده از کووت ها آنها را با پارچه نرمی که پرز ندهد پاک می کنند در صورت امکان از کاغذهای مخصوص پاک کردن عدسی استفاده می نمایند.

4- محلول داخل کووت باید عاری از حباب هوا باشد.

5- کووت را طوری در اسپکتروفتومتر قرار می دهند که علامت مخصوص روی کووت به طرف خواننده باشد.

6- معمولا از همان مسیری که کووت را در اسپکتروفتومتر قرار داده اند از همان مسیر هم آن را خارج می کنند.

7- وقتی از دستگاه استفاده نمی شود دریچه روی محفظه کووت را می بندند.

8- کووتها را با محلول تمیز کننده قوی نمی شویند. حتی در محلولهای ضعیف نیز به مدت طولانی قرار نمی دهند.

9- در صورت اجبار داخل کووت را با سوآپ پنبه ای تمیز می کنند.

10- از کووتهای کالیبره نشده استفاده نمی کنند.

11- باید اندازه کووت و حجم محلول اندازه گیری مناسب باشد..

6- دتکتور (نور سنج): نور پس از عبور از عدسیها و شکافها و منوکروماتور به محلول لوله آزمایش رسیده و از آنجا به نورسنج می رود. اسباب منوکروماتور، نور دلخواه و با طول موج مشخص را به لوله آزمایش می تاباند. رنگ این نور مکمل رنگ محلول است. اگر رنگ محلول سبز- آبی (مثل تعیین مقدار گلوکز بوسیله ارتو تولوییدین) به طول موج nm  495-475 باشد رنگ فیلتر- منشور یا گریتینگ باید نارنجی یا نزدیک آن با طول موج بین nm 620-600 باشد. چون رنگهای نارنجی مکملش سبز-آبی است. بنابراین وقتی منوکروماتور رنگ مکمل رنگ محلول را به لوله آزمایش می تاباند مقداری از آن به وسیله محلولی که در لوله وجود داشته و بستگی به غلظت مواد مورد آزمایش دارد ،جذب شده و بقیه آن به نورسنج می رسد. نورسنج با تبدیل انرژی نورانی به انرژی الکتریکی قادر است که مقدار جذب این نور را به وسیله محلول و یا درصد ترانس – میتانس آن اندازه گیری نماید. دتکتورها شامل انواع فتوشیمیائی، فتوالکتریکی و حرارتی می باشد که در ناحیه مرئی و ماوراء بنفش از دتکتورهای فتوالکتریکی مانند فتوولتتیک و فتوتیوب و فتومولتی پلایر تیوب استفاده می شود.

7- رکوردر (الکتریک سنج)در اسپکتروفتومتر احتیاج به دستگاهی است که جریان الکتریکی دتکتور را اندازه بگیرد. دو سیستم گالوانومتر و نول پوینت وجود دارد که در اسپکتروفتومترهایی که دارای نواحی مرئی باشند معمولا از یک گالوانومتر یا صفحه دیجیتالی استفاده می شود. دیاگرام زیر، طرح یک اسپکتروفتومتر ساده را نشان می دهد.

 

 

 

 

        گالوانومتر            دتکتور        نمونه         عدسی    شکاف    منوکروماتور   شکاف         عدسی         منبع نور    

 

طرز کار:

1- پس از اتصال به برق مدتی باید صبر کرد تا دستگاه گرم شود

2- طول موج ماکزیمم را روی دستگاه تنظیم می نمایند.

3- در شرایطی که جا سلی دستگاه، خالی است با در باز یا بسته (بستگی به نوع دستگاه دارد) صفر ترانس میتانس را تنظیم می کنیم.

4- بلانک آبی و بلانکهای دیگر را در جا لوله ای دستگاه گذاشته آن را روی صددرصد T و یا صفر A تنظیم می کنند.

5- نمونه ها را در سل ریخته و مقدار جذب آنها را می خوانیم.

6- سلها حتما باید تمیز بوده و قطرات محلول اطراف آن باید با دستمال کاغذی پاک شود.

 

کار عملی جلسه اول: اسپکتروفتومتری در ناحیه مرئی (vis)

هدف: اندازه گیری غلظت بی کرومات (k2cr2o7) در یک محلول مجهول

روش کار:

ابتدا استوک (stock) بی کرومات پتاسیم را تهیه می کنیم. مقدار موردنیاز جهت تهیه محلول ppm 1000 از یون کروم را محاسبه کرده پس از وزن کردن در بالن ژوژه 1000 می ریزیم، cc 15 اسید سولفوریک غلیظ به آن اضافه کرده با آب مقطر به حجم می رسانیم. از این محلول، محلولهایی با غلظت های (cc 100 /mg 9، 7، 5، 3، 1) که همین حجم را باید به بالن 100 به حجم برسانید، تهیه کرده و مقدار جذب نمونه های مجهول را توسط دستگاه می خوانیم. در پایان نمودار جذب برحسب غلظت را رسم کرده، غلظت نمونه مجهول را بدست می آوریم.

سوال: برای تهیه محلول استوک ppm 1000 بی کرومات پتاسیم چه مقدار باید بی کرومات برداریم؟

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بازگشت به فهرست

 

اسپکتروفتومتر ماورابنفش Spectrophotometer

روشهای طیف سنجی براساس بر هم کنش تابش الکترومغناطیسی با ماده بنیان گذاری شده است و چون امواج الکترومغناطیس، حاصل کاهش سرعت ذرات با بار الکتریکی است بنابراین توسط ماده جذب شده و سبب افزایش سرعت ذرات می گردد. علاوه بر این انرژی نورانی در بر هم کنش با ماده و جذب آن توسط ماده، باعث برانگیختن ماده به ترازهای انرژی بالاتر می گردد. بنابراین بسته به شدت و قدرت انرژی وارده به ذره با ماده بر هم کنش کرده و پدیده خاصی را سبب می گردد که اساس اندازه گیریهایی نظیر اسپکتروفتومتری را تشکیل می دهد.و می تواند شامل کلیه نواحی طیف الکترومغناطیس از اشعه گاما و ناحیه مریی تا امواج رادیویی باشد. در این رابطه، روشهای جذب، نشر، شکست، پراش (Diffraction) و پلاریزه شدن نور را می توان مورد توجه قرار داد که مهمترین آنها روشهای اسپکتروفتومتری جذبی و نشری و فلورسانس است.

طول موج نور مریی بیشتر و در نتیجه انرژی آن کمتر از UV است. در اثر تابش نور به ماده در آن نقل و انتقالات الکترونی صورت می گیرد، e ها تحریک شده و به سطوح انرژی بالاتر می روند. بسته به ساختمان شیمیایی جسم، نقل و انتقالات الکترونی مختلفی می تواند صورت گیرد، و محل جذب بستگی به ساختمان شیمیایی ماده دارد. بنابراین از gmaxبرای شناسایی مواد استفاده می شود که طول موجی است که در آن حداکثر جذب صورت می گیرد و برای تعیین غلظت جسم مجهول gmax را به نمونه می تابانیم. مقدار جذب از قوانین جذب Bear & Lambert پیروی می کند و از رابطه A=e lc محاسبه می شود.

معمولا در محدوده ای که جذب با غلظت رابطه خطی دارد ،تعیین مقدار انجام می شود.اگر غلظت نمونه و استاندارد به هم نزدیک باشد و غلظتها هم در محدوده خطی باشند، می توان با استفاده از تناسب  محاسبات را انجام داد.

 

اجزاء و قسمتهای مختلف دستگاه اسپکتروسکوپ

اسپکتروفتومتر از دو بخش اسپکترومتر و فتومتر تشکیل شده است. اسپکترومتر بخشی است که نور منوکروم را ایجاد کرده و دارای منبع نور، عدسی، شکافها، منوکروماتور (صافی، منشور یا ((Grating system) می باشد. بخش فتومتر دارای اسباب سنجش نور می باشد.

1- منبع نورانی:منبع نور مورد استفاده در اسپکتروفتومتر بسته به ناحیه مورد استفاده، متفاوت می باشد. برای نورهای مرئی از لامپ تنگستن استفاده می شود که نورهایی با طول موج بین 350 تا 800 نانومتر ایجاد می کند. و برای نورهای ماوراء بنفش (UV) از لامپ جیوه، هیدروژن استفاده می شود. این لامپها در ناحیه بین 200 تا 600 نانومتر بکار می روند. در دستگاههای پیشرفته تر هر دو نوع لامپ وجود دارد.

2- عدسی ها: (آینه ها): برای کنترل کردن مسیر نور، وجود عدسی لازم است. به جای عدسی ها از آینه هایی که به شکل نیمدایره یا محدب ساخته شده اند می توان استفاده نمود.

3- شکافها (slits): در هر اسپکتروفتومتری دو شکاف وجود دارد: یکی را شکاف ورودی و دیگری را خروجی می گویند. شکافها رل مهمی در جداکردن نور دلخواه با طول موج مشخص دارند. به همین جهت اندازه این شکافها بسیار مهم هستند. بیشتر دستگاهها پیچی دارند که اندازه این شکافها را می توان برحسب احتیاج تغییر داد. هر چه طول این شکافها بیشتر باشد پهنای نور عبوری (band-pass) بیشتر بوده و دامنه طول موج آن نیز زیاد می باشد و به عبارت دیگر نورهای دیگری که مورد نیاز نیستند عبور می کنند. این نور اضافی را Stray light می نامند

4- منوکروماتور(monochromators): اشعه نورانی پس از عبور از عدسی ها و شکاف مقدار و مسیر آنها کنترل شده سپس به دستگاهی که می تواند نور پلی کروم را به منوکروم تبدیل کند وارد می شود. پس نوری با طول موج مشخص و انتخابی به وجود می آورند. دو نوع منوکروماتور وجود دارد منشور و Grating.

5- محل نمونه:ظرف محتوی نمونه را سل یا کووت (cuvett) می نامند که از جنس شیشه، کوارتز یا پلاستیک است. برای اندازه گیری شدت رنگ محلولها و بلانک بکار می رود. سلهای شیشه ای و پلاستیکی برای ناحیه مرئی به کار می رود و در ناحیه ماوراء بنفش از سل کوارتز استفاده می شود. طول سلها معمولا 1 سانتی متر است و سلهایی با طول cm 1/0 تا cm 10 نیز موجود می باشد. محل قرار گرفتن نمونه بسته به اینکه دستگاه جایگاه جدا برای رفرنس (بلانک) دارد یا نه، Single beam و Double beam نام دارد. و کووت ها برحسب نوع شیشه و شکل چند نوع می باشند.

1- کووتهای مکعبی: سطح مقطع این کووت ها مربع بوده و از جنس شیشه خالص (برای نورهای مرئی) و کوارتز( برای نور ماوراء بنفش) می باشند. شیشه نور مرئی را از خود عبور می دهد ولی نور ماوراء بنفش را به مقدار زیادی جذب می کند. کووتهای مکعب، گران و کارکردن و تمیز نگهداشتن آنها دقت بسیار لازم دارد.

2- کووتهای گرد: سطح مقطع این دسته از کووتها گرد بوده و برای کارهای روزمره آزمایشگاهی بکار می روند. با همه دقتی که در ساختن کووتها می شود ،مکرر دیده می شود که آیا A دو کووت مشابه، یکسان نیست. برای جلوگیری از استفاده کووتهای ناجور باید آنها را کالیبره نمود.

برای کالیبره کردن کووتها محلولی را که نسبتا پایدار است مثل هموگلوبین با غلظت 50 میلی گرم درصد میلی لیتر تهیه می نمایند. باید T این محلول در طول موج nm 540 برابر 3/0 ± 50% باشد. راه دیگراینست که به جای کالیبره کردن کووتها از یک کووت برای شاهد و استانداردو نمونه استفاده کنند.

نکات زیر را باید درباره کووت ها رعایت کرد:

1- هرگز قسمت پایین کووت را با دست نمی گیرند چون نور از این قسمت کووت عبور می کند.

2- کووت را دو بار با محلول مورد آزمایش آبکشی می نمایند.

3- موقع استفاده از کووت ها آنها را با پارچه نرمی که پرز ندهد پاک می کنند در صورت امکان از کاغذهای مخصوص پاک کردن عدسی استفاده می نمایند.

4- محلول داخل کووت باید عاری از حباب هوا باشد.

5- کووت را طوری در اسپکتروفتومتر قرار می دهند که علامت مخصوص روی کووت به طرف خواننده باشد.

6- معمولا از همان مسیری که کووت را در اسپکتروفتومتر قرار داده اند از همان مسیر هم آن را خارج می کنند.

7- وقتی از دستگاه استفاده نمی شود دریچه روی محفظه کووت را می بندند.

8- کووتها را با محلول تمیز کننده قوی نمی شویند. حتی در محلولهای ضعیف نیز به مدت طولانی قرار نمی دهند.

9- در صورت اجبار داخل کووت را با سوآپ پنبه ای تمیز می کنند.

10- از کووتهای کالیبره نشده استفاده نمی کنند.

11- باید اندازه کووت و حجم محلول اندازه گیری مناسب باشد..

6- دتکتور (نور سنج): نور پس از عبور از عدسیها و شکافها و منوکروماتور به محلول لوله آزمایش رسیده و از آنجا به نورسنج می رود. اسباب منوکروماتور، نور دلخواه و با طول موج مشخص را به لوله آزمایش می تاباند. رنگ این نور مکمل رنگ محلول است. اگر رنگ محلول سبز- آبی (مثل تعیین مقدار گلوکز بوسیله ارتو تولوییدین) به طول موج nm  495-475 باشد رنگ فیلتر- منشور یا گریتینگ باید نارنجی یا نزدیک آن با طول موج بین nm 620-600 باشد. چون رنگهای نارنجی مکملش سبز-آبی است. بنابراین وقتی منوکروماتور رنگ مکمل رنگ محلول را به لوله آزمایش می تاباند مقداری از آن به وسیله محلولی که در لوله وجود داشته و بستگی به غلظت مواد مورد آزمایش دارد ،جذب شده و بقیه آن به نورسنج می رسد. نورسنج با تبدیل انرژی نورانی به انرژی الکتریکی قادر است که مقدار جذب این نور را به وسیله محلول و یا درصد ترانس – میتانس آن اندازه گیری نماید. دتکتورها شامل انواع فتوشیمیائی، فتوالکتریکی و حرارتی می باشد که در ناحیه مرئی و ماوراء بنفش از دتکتورهای فتوالکتریکی مانند فتوولتتیک و فتوتیوب و فتومولتی پلایر تیوب استفاده می شود.

7- رکوردر (الکتریک سنج)در اسپکتروفتومتر احتیاج به دستگاهی است که جریان الکتریکی دتکتور را اندازه بگیرد. دو سیستم گالوانومتر و نول پوینت وجود دارد که در اسپکتروفتومترهایی که دارای نواحی مرئی باشند معمولا از یک گالوانومتر یا صفحه دیجیتالی استفاده می شود. دیاگرام زیر، طرح یک اسپکتروفتومتر ساده را نشان می دهد.

 

 

 

 

        گالوانومتر            دتکتور        نمونه         عدسی    شکاف    منوکروماتور   شکاف         عدسی         منبع نور    

 

طرز کار:

1- پس از اتصال به برق مدتی باید صبر کرد تا دستگاه گرم شود

2- طول موج ماکزیمم را روی دستگاه تنظیم می نمایند.

3- در شرایطی که جا سلی دستگاه، خالی است با در باز یا بسته (بستگی به نوع دستگاه دارد) صفر ترانس میتانس را تنظیم می کنیم.

4- بلانک آبی و بلانکهای دیگر را در جا لوله ای دستگاه گذاشته آن را روی صددرصد T و یا صفر A تنظیم می کنند.

5- نمونه ها را در سل ریخته و مقدار جذب آنها را می خوانیم.

6- سلها حتما باید تمیز بوده و قطرات محلول اطراف آن باید با دستمال کاغذی پاک شود.

 

کار عملی جلسه دوم: اسپکتروفتومتری در ناحیه ماوراء بنفش (UV)

هدف: تعیین مقدار قرص های آسپیرین 100 میلی گرمی

روش کار:

10 عدد قرص آسپیرین 100 میلی گرمی را وزن کرده در هاون ساییده، میانگین وزن 1 قرص را در اندکی آب مقطر حل می کنیم. اکسپیان آن که نشاسته است در آب حل نمی شود، پس آن را صاف کرده به بالن ژوژه ml 100 منتقل کرده با آب مقطر به حجم ml 100 می رسانیم. از این محلول ml 5/2 برداشته در بالن ژوژه ml 100 دیگری با ml 5 اسید کلریدریک مخلوط کرده با آب مقطر به حجم می رسانیم.

چرا Hcl؟ اگر اسید اضافه نکنیم، بدلیل حالت تعادل بین فرم یونیزه و غیریونیزه آسپیرین تعیین مقدار غیرممکن است. که با افزودن اسید تعادل به سمت فرم غیریونیزه می رود. gmax آسپیرین در محیط اسیدی و قلیایی متفاوت است.

25 میلی گرم پودر آسپیرین استاندارد را در بالن ژوژه ml 100 به حجم رسانده، ml 10 از آن برداشته با ml 5 اسید کلریدریک مخلوط کرده به حجم ml 100می رسانیم.

در مرحله بعد ،در دستگاه UV محلول استاندارد آسپیرین را scan کرده تا gmax آسپیرین را پیدا کنیم. آسپیرین دو جذب دارد یکی در حدود nm 230 و دیگری در حدود nm 300 .

جذب نمونه معلوم و مجهول آسپیرین را اندازه گیری کرده براساس آن درصد نمونه آسپیرین و غلظت نمونه مجهول را گزارش کنید (با کمک فرمول ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بازگشت به فهرست

پلاریمتری Polarimetry

این روش برای تجزیه کمی و کیفی اجسامی که فعالیت نوری دارند به کار می رود. نور سفید در تمام جهات ارتعاش دارد و اگر از اجسام Polaroid مانند بعضی مواد پلاستیکی یا بلورهای طبیعی مانند کلسیت که فرمول آنها CO3Ca است عبور کند به دو اشعه تقسیم می شود. چون سرعت هر یک از دو اشعه در داخل بلور متفاوت است. در صورتی که بلور را در امتداد یکی از قطب ها با  یک زاویه مناسب برید. و مجددا آن را با صمغی بنام کانادا بالسام بچسبانیم، جزئی که اشعه عادی نامیده می شود منعکس شده و خارج می شود. در صورتی که جزئی که اشعه غیرعادی (پلاریزه) نامیده می شود بدون شکست خارج می شود ارتعاش این نور در یک سطح و عمود بر جهت انتشار آن است این بلور را که نور پلاریزه ایجاد می کند، منشور نیکل نامیده می شود. اجسامی دارای فعالیت نوری هستند که در ساختمان مولکولی آنها کربن ناقرینه (یعنی اتم کربنی که به چهار گروه مختلف متصل باشد) وجود داشته باشد. این اتم کربن باعث نامتقارن شدن مولکول می شود و مولکول نمی تواند بر تصویر آینه ای خود منطبق باشد. اگر این اجسام در مسیر نور پلاریزه قرار بگیرند باعث چرخش نور پلاریزه می شوند در صورتی که جسم نور پلاریزه را در جهت عقربه ساعت بچرخاند راست گردان (Dextrorotatory) می گویند و چنانچه در جهت عکس عقربه ساعت بچرخاند، آن را چپ گردان (Levorotatory) می گویند.

مقدار چرخش (a)با غلظت جسم (C)متناسب است. و یا می توان گفت نور پلاریزه وقتی از ترکیبات نامتقارن عبور کند، به علت پخش نامتقارن دانسیته الکترونی در مولکول، الکترونهای مولکول بطور نامتقارن بر نور پلاریزه اثر می گذارند و باعث چرخش آن حول محور انتشار می شوند. مولکولهائی که فعالیت نوری ندارند چون با پخش الکترونی متقارن مواجه هستند بر نور پلاریزه اثر ندارند.

ترکیباتی که تصویر آینه ای قابل انطباق نداشته باشند دارای ایزومر نوری هستند. دو ایزومر نوری یک زوج انانتیومر را تشکیل می دهند. که از نظر خواص فیزیکی و شیمیائی یکسان هستند و فقط در جهت چرخش نور پلاریزه اختلاف دارند. مخلوط مساوی دو انانتیومر که از نظر قدر مطلق یکسان ولی از نظر جهت مخالف هستند کاملا همدیگر را خنثی می کنند. چرخش حاصله صفر است به چنین مخلوطی راسمیک می گویند.

اجزاء و قسمتهای مختلف دستگاه پلاریمتر

1- منبع نور: تولید کننده نور تک رنگ است، چون میدان چرخش با  طول موج تغییر می کند. لذا باید به عنوان منبع از یک تولید کننده نور تک رنگ استفاده کرد. معمولا از لامپ بخار سدیم (خط زرد D) استفاده می شود. لامپ جیوه هم ممکنست بکار برده شود. طول موج لامپ سدیم 589.3 A° لامپ جیوه °546 A

2-شکاف( Slite) : میزان نور رسیده به نمونه را تنظیم می کند.

3- عدسی: موازی کننده نور

4- اولین منشور نیکل که پلاریزور نام دارد و نور را پلاریزه می کند.

5- سل نمونه: که استوانه ای شیشه ای است و جهت قرار دادن نمونه مورد آزمایش در داخل آن است طول آن dm 4، 3، 2، 1است. (حباب هوا اگر داشت در برآمدگی سل باید قرار گیرد.)

6- منشور نیکل دیگر که آنالایزور Analyzer بعنوان تجزیه کننده است که با چرخاندن آن

 می توان نور پلاریزه را به حالت اول برگرداند. و مقدار انحراف آن را بر حسب درجه از روی یک سطح دایره ای مدرج خواند.

در این حالت روشنائی دو نیم دایره ای که از عدسی چشمی ملاحظه می شود به یک اندازه خواهد بود.

7- عدسی چشمی و ردیاب (دتکتور): که معمولا از چشم انسان بعنوان ردیاب استفاده می شود.در دستگاههای پیشرفته فتوالکتریک هستند و تا 001/0 درجه را تعیین می کند.

1-4-پلاریمتر نیم سایه:

یک پلاریزور کوچک متحرک بنام نیکل نیم سایه بعد از پلاریزور قرار دارد که می توان آن را با چرخاندن طوری تنظیم نمود که مانع عبور نور شود. در این حالت نیمی از دایره ای که از عدسی چشمی ملاحظه می شود سیاه به نظر می رسد، بعد شدت نور هر دو نیم دایره را به وسیله چرخاندن آنالایزور مساوی تنظیم می کنیم. در این حالت دستگاه باید روی صفر باشد. با گذاشتن نمونه در مسیر نور، شدت روشنائی دو نیم دایره فرق می کند که بایستی با چرخاندن آنالیزور به حالت اول برگرداند و مقدار چرخش را که a نام دارد از روی درجات خواند.

 

 

 

 

 

چرخش ویژه (انحراف مخصوص) Specific rotation:

زاویه a به چند عامل بستگی دارد. که عبارتند از ماهیت ترکیب، غلظت یا دانسیته (برای مایعات) طول نمونه ای که باید نور از آن عبور کند (طول مسیر)، درجه حرارت، حلال، طول موج نور غلظت و طول مسیر اهمیت زیادی دارند چون تعداد متوسط مولکولهای فعال نوری تعیین

می شوند.

 

 

مقدار چرخش مخصوص برای یک جسم تحت شرایط معین ثابت است.

لذا از آن می توان بعنوان یک ثابت فیزیکی مثل نقطه ذوب و نقطه جوش و غیره استفاده کرد. رابطه انحراف مخصوص با ازدیاد درجه حرارت برای مقدار معینی از نمونه تغییر می کند. برای تجزیه کمی با دانستن انحراف مخصوص یک جسم خالصی  که در جداولی برای °C 20=t داده شده و اندازه گیری a با استفاده از فرمولهای فوق مقدار C( غلظت) را می توان حساب کرد.

یکی از مهمترین کاربردهای  پلاریمتری در صنایع قند است. وقتی محلولی فقط حاوی ساکارز باشد، پس از تعیین زاویه چرخش a بوسیله پلاریمتر می توان غلظت آن را تعیین کرد. صفر پلاریمتر را بایستی با آب مقطر تنظیم نمود یا مقداری که دستگاه برای آب مقطر نشان می دهد را یادداشت کرد. یا می توان منحنی استاندارد برای a برحسب C رسم کرد. منحنی ممکنست خطی، سهمی یا هذلولی باشد. چرخش مولکولی یک جسم در درجه حرارت T و طول موج l به

نمایش داده می شود. که با انحراف مخصوص وسیله رابطه زیر  مربوط می شود که M وزن مولکول جسم است.

 

 

 

 تغییرات چرخش مولکولی را طول موج نور پلاریزه ORD می گویند (Optical rotatory  dispersion)  که برای تشریح فرمول اجسامی که ساختمان پیچیده دارند به کار می رود.

کار عملی جلسه سوم پلاریمتری

هدف: شناسایی و تعیین غلظت مواد با استفاده از پلاریمتر

1- تهیه محلول استاندارد ساکارز به غلظت ml100 /g2 و مشاهده a برای تعیین a ویژه و چپگرد یا راستگرد بودن ساکارز و مشاهده a نمونه های مجهول ساکارز جهت تعیین غلظت آنها.

2- تعیین a و چپگرد یا راستگرد بودن ماده مجهول و تعیین اسم ماده طبق جدول و براساس محدوده a ویژه.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بازگشت به فهرست

 

تعیین ضریب شکست مواد با رفرکتومترRefractometer         

هنگامی که یک شعاع نورانی از یک محیط به محیط دیگر با دانسیته متفاوت بطور مرتب عبور

 می کند، سرعت آن پس ازعبور از سطح تغییر خواهد کرد،این پدیده شکست((Refraction  نام دارد. اگر دانسیته نوری محیط دوم از محیط اول بیشتر باشد نور به خط عمود نزدیکتر می شود.

زاویه بین شعاع تابش و خط عمود، زاویه تابش (i) و زاویه بین شعاع شکست و خط عمود زاویه شکست (r) نامیده می شود.

 رفرکتومتری عبارتست از تعیین ضریب شکست بوسیله دستگاه رفرکتومتر،ضریب شکست یک ماده (n) عبارتست از نسبت سرعت عبور نور در خلا (c ) به سرعت عبور نور از آن ماده (vi)

سرعت سیر نور در خلا

= ضریب شکست مطلق هر جسم

سرعت سیر نور در جسم

 

اما معمولا ضریب شکست مطلق اندازه گیری نمی شود. بلکه از ضریب شکست نسبی استفاده

 می شود:

سرعت سیر نور در هوا

= ضریب شکست نسبی

سرعت سیر نور در جسم

که ضریب شکست با درجه حرارت (T) و طول موج (g)  تغییر می یابد. پس در اندازه گیری باید این دو پارامتر ثابت نگه داشته شوند.

در رفرکتومتر تنظیم به گونه ای است که نور از محیط رقیق غلیظ می شود. محیط رقیق، مایع یا محلول موردنظر ما و محیط غلیظ، منشور دستگاه است. در واقع،در عمل، ضریب شکست محلول و منشور نسبت به هم سنجیده می شود:

زاویه تابش

Sin i®

=

N

محیط غلیظ= منشور

زاویه شکست

Sin r®

n

محیط مایع

در رفرکتومتری زمانی ضریب شکست را اندازه می گیریم که زاویه تابش ° 90شود. در این حالت، زاویه شکست به حد زاویه شکست بحرانی می رسد (r به سرعت زاویه شکست بحرانی میل

 می کند):

rC ® r Þ °90 = i  if

rC N Sin  n= Þ 1 = Sin i  Þ

از ضریب شکست هم برای شناسایی و هم تعیین مقدار مواد محاسبه می شود.

برای کالیبراسیون و تعیین میزان خطای دستگاه از مواد در دسترس مانند آب مقطر (3325/1 = n) استفاده می کنیم. البته در کار ما، چون در همه نتایج یک خطای ثابت ایجاد می شود می توان آن را در نظر نگرفت. پرمصرف ترین رفرکتومتر، رفرکتومتر Abbe است و مزیت آن این است که با نور سفید معمولی کار می کند.

 

اجزاء و قسمتهای مختلف دستگاه رفرکتومتر

1- دو منشور

- انتشار دهنده Diffusing prism

- شکست دهنده Refracting prism

جسم با بازکردن دو منشور، بین آنها قرار

/ 5 نظر / 268 بازدید
بازاریاب

دوست عزیز سلام اگر تمایل دارید مدیریت قوی تری بر وبلاگ خود داشته باشید،امکانات بیشتری به مخاطبین خود ارائه نمایید و یا یک گام بزرگ برای ورود به دنیای وب مستران بردارید ما توصیه می کنیم همین امروز از امکانات رایگان ارائه شده توسط تیم اندیشه ی برتر نهایت بهره را ببرید و با تبدیل وبلاگ خود به وب سایت خواسته های خود را محقق کنید. هم اکنون اقدام کنید و از امکانات دامین و هاست رایگان برخوردار شوید http://designer.moshakhasat.com همچنین در صورتی که تمایل دارید از طریق وبلاگ خود کسب درآمد کنید آدرس زیر را نیز حتما ملاحظه بفرمایید http://www.moshakhasat.com/index.php?route=information/information&information_id=9 با تشکر 1345390381.95

poisonsite

http://poisonsite.blogfa.com لینک شدید

بب

hplc گروماتوگرافی با کارایی بالا است نه فشار بالا

میر

خسته نباشید... من دنبال یه کتاب سم شناسی می گردم که واسه کنکور امسال ( ارشد) به عنوان رفرنس بخونم چون وزارت خونه تازه اعلام کرده و هیچ منبعی هم متاسفانه اعلام نکرده..اگه ممکنه منو راهنمایی کنید... سپااس

زهرا

سلام لطفا نام تجارتی و دوز مصرفی سم های زیر را برام میفرستید ممنون از لطفت آسفات بی فنترین سیفلوترین دینتوفورون کینوپرین فنوکسی کارب فلونیکامید دیمتوفوران فنتریکارب سیرومازین فن بوتاتین کلر فناپیر آسیکنوزیل بی فنازات خیلی ممنون میشم اگه برام بفرستی ممنون