分光測色法は、電磁放射の吸収、反射、回折、または透過を、放射の強度と波長の関数として物質を通して定量的に測定するものです。分光光度計は、物質との相互作用によって生じる放射強度の変化を測定するために使用される装置です。
分光光度計の必須コンポーネントには、電磁放射の光源、分析する物質を配置するためのスロット、および光源からの入射放射と物質から出る放射 (透過、反射、または回折放射) の強度を測定する検出器が含まれます。検出器に到達する入射放射と透過放射の強度の差を使用して、物質によって吸収される放射の強度を計算します。サンプルは、多くの場合、一度に 1 つずつ、異なる波長の放射にさらされます。分光計は、各試行で吸収の詳細を含む一連のデータを提供します。このプロセスはスキャンと呼ばれます。物質のエネルギーレベルは有限であるため、吸収は特定の波長でのみ発生します。
吸収された放射と対応する波長のグラフは、吸収スペクトルと呼ばれます。同様に、反射、回折、透過した放射を波長の関数としてプロットしたものは、それぞれ反射、回折、透過スペクトルです。これらのスペクトルは、物質と放射の相互作用が発生する特定の波長に関する情報を提供します。
放射の波長範囲によって、物質で発生する遷移の種類が決まります。たとえば、UV-vis スペクトルは、物質による UV-vis 放射の吸収を示します。吸収された放射は、物質の電子励起を引き起こします。対照的に、赤外線スペクトルは、物質内の特定の結合の振動レベルの励起を示します。特定の吸収波長は、波長範囲内の分子の化学構造を詳細に示します。たとえば、分子内のヒドロキシル結合によって吸収される赤外線の特定の波長は、カルボニル結合によって吸収される放射の波長とは異なります。したがって、赤外線スペクトルを使用して、物質内の官能基を識別できます。
滴定などの他の化学特性評価方法とは異なり、分光法は非破壊特性評価技術であり、サンプル材料は分析後に回収できます。
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