In dit artikel wordt uitgelegd wat een spectrofotometer is, wat de kenmerken ervan zijn en waarvoor hij wordt gebruikt. Daarnaast leer je over de onderdelen van een spectrofotometer, de verschillende soorten spectrofotometers die er zijn en hoe dit type meetinstrument werkt.
Wat is een spectrofotometer?
Een spectrofotometer is een instrument dat wordt gebruikt om de intensiteit van geabsorbeerd licht te meten. Spectrofotometers worden gebruikt om de intensiteit van het licht te bepalen dat door een stof wordt geabsorbeerd.
Spectrofotometers gebruiken de concepten van spectrofotometrie om metingen uit te voeren.
Een spectrofotometer kan ook worden gebruikt om de kleur van een object te beoordelen. De toepassingen van een spectrofotometer zijn vrijwel eindeloos, daar gaan we hieronder dieper op in.
Op dezelfde manier kun je met een spectrofotometer vrijwel elk type object meten: vloeistoffen, kunststoffen, stoffen, metaal, papier… Hoewel oplossingen over het algemeen worden geanalyseerd.
Een spectrofotometer is de combinatie van twee verschillende instrumenten: de spectrometer en de fotometer. Enerzijds is de spectrometer het apparaat dat licht met een gewenste golflengte produceert en anderzijds is de fotometer verantwoordelijk voor het meten van de intensiteit van het door het monster geabsorbeerde licht.
Onderdelen van een spectrofotometer
De componenten van een spectrofotometer zijn:
- Lichtbron : een stabiele lichtbron die het monster verlicht. De spectrofotometer beoordeelt vervolgens het door het monster geabsorbeerde licht.
- Monochromator : Wordt gebruikt om monochromatisch licht te verkrijgen. De functie van de monochromator is het isoleren van invallende of gereflecteerde straling met de gewenste golflengte. Met andere woorden, de monochromator scheidt de lichtbundel op golflengten en richt de gewenste golflengte.
- Monstercompartiment : dit is de plaats waar het te analyseren monster geplaatst moet worden. Het is daarom de plaats waar alle interacties tussen materie en licht plaatsvinden.
- Detector : dit is het onderdeel dat de elektromagnetische straling van het monster opvangt voor analyse.
- Fotodetectoren : Dit onderdeel is doorgaans alleen aanwezig in de modernste fotometers. Ze hebben fotodetectoren om licht beter waar te nemen en de meettijd te verkorten.
Soorten spectrofotometers
Nadat we de definitie van een spectrofotometer hebben gezien en wat de onderdelen van dit laboratoriuminstrument zijn, worden hieronder de verschillende soorten spectrofotometers gegeven:
- Single Beam Spectrofotometer – Bij dit type spectrofotometer gaat het licht rechtstreeks van het monster naar de detector. Het voordeel van deze spectrofotometers is dat ze zeer eenvoudig en goedkoop zijn.
- Split Beam Spectrofotometer – Het uitgezonden licht wordt in twee paden gesplitst. Behalve door de monochromator, vervolgens door het monster en uiteindelijk door de detector. Het andere deel gaat rechtstreeks naar de detector en wordt gebruikt om lichtvariaties te corrigeren.
- Dubbele bundelspectrofotometer : In tegenstelling tot de vorige klasse spectrofotometers wordt het licht in dit geval niet in tweeën gesplitst, maar worden er twee lichtstralen uitgezonden. Elke lichtstraal heeft zijn eigen detector. De ene lichtstraal wordt naar het monster uitgezonden en de andere naar de referentie.
- Atoomabsorptiespectrofotometer : Bij de werking van dit type spectrofotometer wordt rekening gehouden met de golflengten van het elektromagnetische stralingsspectrum. Het wordt vaak gebruikt om de kleur van verf te analyseren.
- Moleculaire absorptiespectrofotometer (of UV-zichtbare spectrofotometer) – Meet het licht dat door het medium van het monster gaat en vergelijkt dit met de intensiteit die het had voordat het door het monster ging.
Hoe een spectrofotometer werkt
Om een spectrofotometer te bedienen, moeten de volgende stappen worden uitgevoerd:
- Kalibreer de spectrofotometer. Normaal levert de fabrikant een monster mee waarmee de spectrofotometer kan worden gekalibreerd. Afhankelijk van de kenmerken van de spectrofotometer kan deze van tijd tot tijd worden gekalibreerd, hoewel het wordt aanbevolen om deze vóór elke meting te kalibreren om er zeker van te zijn dat de meting correct is.
- Reinig het te onderzoeken monster. Om te voorkomen dat vuil de meting verstoort, moet het monster vóór analyse worden gereinigd.
- Introduceer het monster in de spectrofotometer. Dat wil zeggen: plaats het monster in de spectrofotometer en sluit het deksel.
- De spectrofotometer analyseert het monster. We geven de spectrofotometer enige tijd om het monster te analyseren, waarna hij de gemeten waarde zal leveren.
In de volgende video worden alle stappen uitgelegd om een spectrofotometer te bedienen:
Gebruik van de spectrofotometer
In dit laatste deel zullen we zien wat de toepassingen van de spectrofotometer zijn, aangezien deze voor veel verschillende doeleinden kan worden gebruikt.
De spectrofotometer is een apparaat dat in de scheikunde veel wordt gebruikt om de eigenschappen van een stof te analyseren. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de fotometrische kenmerken van twee verschillende oplossingen te vergelijken. Op dezelfde manier wordt de spectrofotometer gebruikt om een chemische reactie te analyseren.
Het gebruik van een spectrofotometer is ook heel gebruikelijk in laboratoria. In microbiologische laboratoria wordt bijvoorbeeld een spectrofotometer gebruikt om de micro-organismen in een monster te analyseren. In een medisch laboratorium kan een spectrofotometer echter worden gebruikt om een bloedmonster te onderzoeken.
Spectrofotometers worden ook gebruikt om de kleuren van een materiaal te analyseren. Een spectrofotometer kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de lak van een auto te beoordelen om te bepalen of de kleur overeenkomt met het origineel of dat deze is beschadigd en opnieuw is gespoten in een vergelijkbare kleur.