Spektrometri i spektrofotometri bitni su analitički instrumenti koji se nalaze u mnogim znanstvenim laboratorijama. Ali koja je točno razlika između spektrometra i spektrofotometra? Ovi se pojmovi često koriste naizmjenično i mogu zbuniti. Jasno ćemo objasniti kako su spektrometri i spektrofotometri jedinstveni, njihove ključne značajke, i njihove prijave.
Što je spektrometar?
Spektrometar je instrument koji mjeri i analizira spektralni sastav svjetla u određenom dijelu elektromagnetskog spektra. Ključne komponente spektrometra su:
- Izvor svjetlosti: Stvara svjetlost koja se primjenjuje na uzorak. Uobičajeni izvori su volframske svjetiljke, LED -ovi, laseri, itd. ovisno o potrebnoj valnoj duljini.
- Selektor valne duljine: Sadrži prizmu ili difrakcijsku rešetku koja razdvaja polikromatsku svjetlost na različite valne duljine ili boje.
- Držač uzorka: Sadrži uzorak materijala koji će se analizirati.
- Detektor: Mjeri intenzitet svjetlosti na različitim valnim duljinama nakon interakcije s uzorkom.
- Prikaz: Prikazuje spektralne podatke, često koristeći grafikon intenziteta u odnosu na valnu duljinu.
Odvajanjem svjetla na komponentne valne duljine i mjerenjem intenziteta, spektrometri karakteriziraju kako uzorak apsorbira, emitira, ili raspršuje svjetlost. Ovo otkriva svojstva i kemijski sastav.
Što je spektrofotometar?
Spektrofotometar je instrument koji kvantitativno mjeri prijenos ili apsorpciju svjetlosti koja prolazi kroz uzorak. Sadrži spektrometar za odabir valne duljine i mjerenja intenziteta. Ključna dodatna komponenta je fotometar koji mjeri intenzitet svjetla.
U spektrofotometrima, Spektrometar dijeli svjetlost na valne duljine koje tada prolaze kroz uzorak. Fotometar otkriva koliko se svjetlosti apsorbira. Mikroprocesor pretvara signale u vrijednosti apsorbancije ili prijenosa.
Spektrofotometri omogućuju i kvalitativnu i kvantitativnu analizu uzoraka na temelju njihove interakcije s svjetlom. Obično se koriste za određivanje koncentracije, Identificirati analite, i proučiti kinetičke reakcije.
Koja je razlika?
Spektrometri i spektrofotometri su usko povezani, Ali imati neke ključne razlike:
- Svrha: Spektrometri karakteriziraju svjetlosni sastav; spektrofotometri kvantificiraju apsorpciju svjetlosti.
- Mjerenje: Spektrometri mjere emisiju/intenzitet; spektrofotometri mjere apsorbanciju/prijenos.
- Komponente: Spektrometri imaju selektore i detektore valne duljine; spektrofotometri dodaju fotometar.
- Podaci: Spektrometri pokazuju spektar intenziteta; spektrofotometri daju vrijednosti apsorpcije.
- Uporaba: Spektrometri identificiraju molekule; spektrofotometri određuju koncentraciju.
Dakle, dok spektrofotometar sadrži spektrometar, Također ima fotometar i proizvodi kvantitativne podatke o apsorpciji koji se koriste za analizu uzoraka.
Kako djeluje spektrometar?
Spektrometri djeluju raspršivanjem svjetlosti u komponentne valne duljine i mjerenjem intenziteta na svakoj valnoj duljini. Načelo rada uključuje:
- Izvor svjetlosti emitira širok spektar svjetla.
- Selektor valne duljine (prizma ili rešetka) podijeli svjetlo na zasebne valne duljine.
- Uzorak djeluje sa svjetlošću apsorpcijom, emisija, ili raspršivanje.
- Detektor mjeri intenzitet svjetlosti na svakoj valnoj duljini.
- Mikroprocesor generira spektar s intenzitetom prikazanim u odnosu na valnu duljinu.
Analiza vrhova emisije ili apsorpcije u spektru otkriva informacije o sastavama i svojstvima uzorka.
Kako djeluje spektrofotometar?
Spektrofotometri se grade na komponentama spektrometra kako bi se kvantificirali apsorpcija svjetlosti prema uzorcima:
- Spektrometar dijeli svjetlost po valnim duljinama.
- Monokromatska svjetlost prolazi kroz uzorak u kiveti.
- Fotometar otkriva koliko svjetlosti prenosi ili apsorbira uzorak.
- Prijenos (%) ili vrijednosti apsorpcije su prikazane ili ispisane.
- Valne duljine se automatski skeniraju kako bi se stvorio spektar apsorpcije.
Precizno mjerenjem apsorpcije svjetlosti, koncentracija, kinetika, i svojstva uzoraka mogu se utvrditi.
Što je spektrometrija?
Spektrometrija se odnosi na kvantitativno mjerenje i analizu spektra koje proizvode spektrometri ili spektrofotometri. Sufiks “-metara” označava čin mjerenja.
Primjene spektrometrije uključuju:
- Identificiranje molekula na temelju spektra emisije/apsorpcije
- Određivanje nepoznatih koncentracija pomoću kalibracijskih krivulja
- Nadgledanje kinetike reakcije slijedeći spektralne promjene tijekom vremena
- Procjena svojstava uzorka poput boje, fluorescencija, itd.
Spektrometrija proizvodi stvarne numeričke spektralne podatke koji se koriste za analizu i tumačenje.
Što je spektroskopija?
Spektroskopija se odnosi na proučavanje načina na koji materiji djeluju s elektromagnetskim zračenjem. To je prije svega kvalitativni pristup usmjeren na razumijevanje karakteristika apsorpcije i emisije.
Vrste spektroskopije uključuju:
- Atomska apsorpcija/emisija spektroskopija
- Vibracijska spektroskopija (infracrveni, Raman)
- Nuklearna magnetska rezonanca (NMR) spektroskopija
- Elektronska spektroskopija
- Fluorescentna spektroskopija
Spektroskopija uspostavlja odnos između spektralnog ponašanja i svojstava uzorka, sastav, i struktura. Međutim, Spektrometri i spektrofotometri potrebni su za dobivanje eksperimentalnih spektroskopskih podataka.
Koji se rasponi valne duljine mjere?
Spektrometri i spektrofotometri dizajnirani su za rad u određenim regijama valne duljine:
- Ultraljubičasti (UV):200-400 NM
- Vidljiv:400-700 NM
- Blizu infracrvenog (Nirrir):700-2500 NM
- Srednje-ir:2500-25000 NM
- Daleko-ir:25-1000 µm
Specifični izvori svjetlosti, Selektori valne duljine, a detektori se biraju na temelju željenog spektralnog raspona. UV-vis, I, i fluorescentni spektrofotometri su uobičajene konfiguracije.
Koje su ključne komponente?
Spektrometri i spektrofotometri dijele iste jezgrene komponente:
Izvori svjetlosti
- Volfram-halogen, deuterijum, i ksenonske lučne svjetiljke za UV-vis raspon
- Infracrveni izvori emitiranja poput globala za IR raspon
- Laseri za Ramanovu spektroskopiju
Selektori valne duljine
- Prizma, Difrakcijska rešetka monokromatora, ili filtri
Držači uzorka
- Zdjele, bočice, držač, ili luke za čvrsto, tekućina, i uzorci plina
Detektori
- Fotodiode, CCDS, fotomultiplikarske cijevi (PMTS)
Zaslon i softver
- Zaslon, otisci, i računalna sučelja za prikupljanje i analizu podataka
Koje su ključne razlike u komponentama?
Glavna razlikovna komponenta između spektrometra i spektrofotometara je fotometar. Spektrofotometri sadrže namjenski fotometar za precizno kvantificiranje intenziteta svjetlosti nakon interakcije s uzorkom. To omogućava utvrđivanje vrijednosti apsorpcije ili propusnosti.
Spektrometri specijalizirani za snimanje mogu koristiti CCD detektore s više elemenata ili sustave kamera, a ne jedno-točke fotometre. Oni proizvode spektralne snimke podataka na površini.
Koje vrste spektrofotometra postoje?
Neke uobičajene vrste spektrofotometra uključuju:
- UV-vis spektrofotometar: Mjeri apsorpciju svjetlosti u UV i vidljivim rasponima (200-800 NM). Koristi se za kvantifikaciju mnogih anorganskih i organskih spojeva.
- Infracrveni spektrofotometar: Mjeri infracrvenu apsorpciju svjetlosti, omogućavajući identifikaciju kemijskih veza i funkcionalnih skupina.
- Atomski apsorpcijski spektrofotometar (AAS): Koristi apsorpciju svjetlosti isparanim atomima analita za određivanje koncentracije metala i metaloida.
- Fluorescentni spektrofotometar: Mjeri intenzitet fluorescentne svjetlosti emitirane iz uzoraka nakon pobude. Omogućuje vrlo osjetljivu analizu uzoraka s nativnom ili induciranom fluorescencijom.
- Kolorimetar: Jednostavni spektrofotometri koji se koriste za mjerenje apsorpcije svjetlosti za kolorimetrijske testove i testove.
Za što se koriste spektrofotometri?
Spektrofotometri omogućuju kvantitativnu i kvalitativnu analizu u širokom rasponu polja:
- Određivanje nepoznatih koncentracija pomoću pivanog zakona
- Nadgledanje kinetike reakcija tijekom vremena
- Identifikacija spojeva na temelju spektra apsorpcije
- Kontrola kvalitete i praćenje proizvodnje
- Analiza lijekova, namirnica, kemikalije
- Protein i Kvantifikacija DNK
- Medicinske dijagnoze i klinička ispitivanja
- Mjerenje boje
Od laboratorija za biokemiju do proizvodnih biljaka, spektrofotometri pružaju brze i pouzdane analitičke mogućnosti.
Za što se koriste spektrometri?
Spektrometri također imaju raznolike aplikacije na mnogim poljima:
- Identifikacija molekula na temelju spektra emisije i apsorpcije
- Analiza rendgenskih zraka, gama zrake, i nabijene čestice
- Određivanje omjera elementarnog sastava i izotopa
- Astronomsko promatranje i istraživanje svemira
- Mjerenje spektralnog sjaja izvora svjetlosti
- Nadgledanje kvalitete zraka i vode
- Daljinsko senzorno i hiperspektralno snimanje
Spektrometri daju temeljne informacije o sastav uzorka, struktura, energetika, i fizički procesi.
Zaključak
Spektrofotometri i spektrometri neophodni su alati za prikupljanje kvalitativnih i kvantitativnih spektroskopskih podataka u različitim poljima. Iako usko povezano, Razumijevanje ključnih razlika omogućava odabir najprikladnijeg instrumenta za namjeravanu aplikaciju. Pravilno korištenje ovih tehnologija pruža spektroskopski uvid potreban za pokretanje otkrića, inovacije, i proboji
