Spektrophotometer

In diesem Artikel wird erklärt, was ein Spektralfotometer ist, welche Eigenschaften es hat und wofür es verwendet wird. Darüber hinaus erfahren Sie mehr über die Bestandteile eines Spektralfotometers, die verschiedenen Arten von Spektralfotometern, die es gibt, und wie diese Art von Messgerät funktioniert.

Was ist ein Spektralfotometer?

Ein Spektrophotometer ist ein Instrument zur Messung der Intensität des absorbierten Lichts. Spektralphotometer werden verwendet, um die Intensität des von einer Substanz absorbierten Lichts zu bestimmen.

Spektrophotometer nutzen die Konzepte der Spektrophotometrie, um Messungen durchzuführen.

Ein Spektralfotometer kann auch zur Beurteilung der Farbe eines Objekts verwendet werden. Die Einsatzmöglichkeiten eines Spektralfotometers sind nahezu unbegrenzt, wir gehen weiter unten näher darauf ein.

Ebenso können Sie mit einem Spektralfotometer praktisch jede Art von Objekt messen: Flüssigkeiten, Kunststoffe, Stoffe, Metall, Papier … Obwohl Lösungen im Allgemeinen analysiert werden.

Ein Spektrophotometer ist die Vereinigung zweier verschiedener Instrumente: des Spektrometers und des Photometers. Einerseits ist das Spektrometer das Gerät, das Licht mit einer gewünschten Wellenlänge erzeugt, andererseits ist das Photometer für die Messung der Intensität des von der Probe absorbierten Lichts verantwortlich.

Teile eines Spektralfotometers

Die Bestandteile eines Spektralfotometers sind:

• Lichtquelle : eine stabile Lichtquelle, die die Probe beleuchtet. Das Spektralphotometer wertet dann das von der Probe absorbierte Licht aus.
• Monochromator : Er wird verwendet, um monochromatisches Licht zu erzeugen. Die Funktion des Monochromators besteht darin, einfallende oder reflektierte Strahlung der gewünschten Wellenlänge zu isolieren. Mit anderen Worten: Der Monochromator trennt den Lichtstrahl nach Wellenlängen und lenkt ihn auf die gewünschte Wellenlänge.
• Probenfach : Dies ist der Ort, an dem die zu analysierende Probe platziert werden soll. Es ist daher der Ort, an dem alle Wechselwirkungen zwischen Materie und Licht stattfinden.
• Detektor : Dies ist der Teil, der die elektromagnetische Strahlung der Probe für ihre Analyse auffängt.
• Fotodetektoren : Diese Komponente ist im Allgemeinen nur in den modernsten Fotometern enthalten. Sie verfügen über Fotodetektoren, um Licht besser wahrzunehmen und die Messzeit zu verkürzen.

Arten von Spektrophotometern

Nachdem wir die Definition eines Spektrophotometers und die Bestandteile dieses Laborgeräts kennengelernt haben, werden im Folgenden die verschiedenen Arten von Spektrophotometern aufgeführt:

• Einstrahl-Spektrophotometer – Bei dieser Art von Spektrophotometern gelangt das Licht direkt von der Probe zum Detektor. Der Vorteil dieser Spektralphotometer besteht darin, dass sie sehr einfach und kostengünstig sind.
• Split-Beam-Spektrophotometer – Das emittierte Licht wird in zwei Pfade aufgeteilt. Abgesehen davon passiert es den Monochromator, dann die Probe und schließlich den Detektor. Der andere Teil gelangt direkt zum Detektor und wird zur Korrektur von Lichtschwankungen verwendet.
• Doppelstrahl-Spektrophotometer : Im Gegensatz zur vorherigen Klasse von Spektrophotometern wird in diesem Fall das Licht nicht in zwei Teile geteilt, sondern es werden zwei Lichtstrahlen emittiert. Jeder Lichtstrahl verfügt über einen eigenen Detektor. Ein Lichtstrahl wird in Richtung der Probe und der andere in Richtung der Referenz emittiert.
• Atomabsorptionsspektrophotometer : Beim Betrieb dieses Spektrophotometertyps werden die Wellenlängen des elektromagnetischen Strahlungsspektrums berücksichtigt. Es wird häufig zur Analyse der Farbe von Farben verwendet.
• Molekulares Absorptionsspektrophotometer (oder UV-sichtbares Spektrophotometer) – Misst das Licht, das durch das Medium der Probe dringt, und vergleicht es mit der Intensität, die es vor dem Durchgang durch die Probe hatte.

Wie ein Spektralphotometer funktioniert

Um ein Spektralfotometer zu betreiben, müssen folgende Schritte durchgeführt werden:

1. Kalibrieren Sie das Spektralfotometer. Normalerweise stellt der Hersteller eine Probe zur Verfügung, mit der das Spektralfotometer kalibriert werden kann. Abhängig von den Eigenschaften des Spektralfotometers kann es von Zeit zu Zeit kalibriert werden. Es wird jedoch empfohlen, es vor jeder Messung zu kalibrieren, um sicherzustellen, dass die Messung korrekt ist.
2. Reinigen Sie die zu untersuchende Probe. Um zu verhindern, dass Schmutz die Messung beeinträchtigt, muss die Probe vor der Analyse gereinigt werden.
3. Führen Sie die Probe in das Spektrophotometer ein. Das heißt, legen Sie die Probe in das Spektrophotometer und schließen Sie den Deckel.
4. Das Spektralphotometer analysiert die Probe. Wir geben dem Spektralfotometer etwas Zeit, die Probe zu analysieren, dann liefert es den Messwert.

Das folgende Video erklärt alle Schritte zur Bedienung eines Spektralfotometers:

Verwendungsmöglichkeiten des Spektralphotometers

In diesem letzten Abschnitt werden wir sehen, welche Einsatzmöglichkeiten das Spektralfotometer hat, da es für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden kann.

Das Spektrophotometer ist ein in der Chemie weit verbreitetes Gerät zur Analyse der Eigenschaften einer Substanz. Beispielsweise können damit die photometrischen Eigenschaften zweier unterschiedlicher Lösungen verglichen werden. Ebenso wird das Spektralphotometer zur Analyse einer chemischen Reaktion verwendet.

Der Einsatz von Spektralphotometern ist auch in Laboren weit verbreitet. Beispielsweise wird in Mikrobiologielaboren ein Spektralphotometer verwendet, um die in einer Probe vorhandenen Mikroorganismen zu analysieren. In einem medizinischen Labor kann jedoch ein Spektralphotometer zur Untersuchung einer Blutprobe verwendet werden.

Spektralfotometer werden auch zur Analyse der Farben eines Materials verwendet. Mit einem Spektralfotometer kann beispielsweise der Lack eines Autos beurteilt werden, um festzustellen, ob die Farbe mit dem Original übereinstimmt oder ob das Auto beschädigt und in einer ähnlichen Farbe neu lackiert wurde.