紫外可視分光、施光度の原理についてA4用紙2枚で述べよ、とだけ課題が出たのですが、どうやって調べたらいいのかぜんぜん分かりません(+_+) これって物理化学の範囲ですか??

A 回答 (1件)

図書館で、「機器分析」の見つければ、その中に分光の原理を書いてある。



 しかし、下らん課題ですね。どの学部か分かりませんが、必要な学部なら、授業中にやっているハズだし、・・・。ノート丸写しでOKでしょう。
 私なら、280nmでモル吸光係数が10000の分子量200の化合物がある。この化合物を分光光度計を用い、280nmで定量するには、何%以上の濃度なら可能かと考えるか、くらいの課題にしますが。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!早速図書館で機器分析の本を読み漁ってみたところ、紫外可視分光についても施光度についても書いてありました。物理化学ではなく分析化学なんですね!分析化学は選択なのでとっていなくてノートはありませんでした(^^ゞ 
学生の立場からは下らない課題かどうか判断しかねますけど(^-^;
本当に助かりました!詳しく調べてみたいと思います。ありがとうございました!

お礼日時:2005/04/12 12:41

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D=(ε1[HA]+ε2[A-])×l
ここでlは測定に使った光学セルの光路長.

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Q分光光度計と蛍光分光光度計

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E=hc/λ から、エネルギーがわかれば波長がわかるってことでいいんでしょうか。

あともう一点紫外可視分光法とは何を調べるものなんでしょうか。

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>エネルギーがわかれば波長がわかる
基本的にはその通りです。しかし実際には「禁制遷移」という量子力学的な制限があるために当該エネルギーの光が物質に当っても吸収出来ない場合があります。
一方、禁制遷移でもその物質に振動・回転励起状態が存在する場合、禁制が一部ゆるむために吸収が観測される場合もあるので話はかなり複雑です。
この辺は「光化学」の教科書をお読み下さい。
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お答えの仕方にはいくつかあります。
未知物質の構造を調べる。(あまり有力ではないですが、芳香族であるかどうかぐらいは分かります)
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 分光光度計とは、光源から出た光を波長ごとに分ける部分(分光部)と、分けた光を試料に当てて光の弱くなる程度を測定する部分(光度計)からなります。
 試料に当てる光の強さをXとし、試料を通過した後の光の強さをYとすると、
 まず、透過率を求めます。透過率・・・T(%)=X/Y×100
 もっとも、普通に光度計で則って居する場合、純水などをいれた空セルで100%合わせをして、次にセル内を試料に入れ替えて測定するので、透過率は装置に表示され、計算する必要はありません。
 次に、この透過率から吸光度を求めます。
 吸光度=-log(T/100)
 なぜ吸光度を計算するかと言うと、溶液中の光を吸収する成分の濃度が吸光度と比例するからです。
 予め濃度の分かった標準試料を用いて、濃度と吸光度の関係を求めて「検量線」を作っておき、その他試料の吸光度を測定する事で濃度が求められます。

 測定する色調により波長は変わります。
 検量線作成に先立って、標準試料の場合の吸収スペクトル(広い波長範囲にわたり、波長と光の吸収度の関係をグラフ化したもの)を採り、測定上最適な波長を決めます。
 普通は、光の吸収の一番大きい波長を選びますが、その他条件も加味して決定する必要は有ります。
 595nmは可視光線のやや長目の波長です。

 なお、#2さんの提示されている「Lanbert-Beerの法則」(ランバート・ベールのほうそく)は基本的かつ重要で有名な法則です。

 P.S 吸光度の計算例
 透過率=85.3%だとすると、
 吸光度=-log(85.3/100)=0.069
 (昨今の分光光度計は吸光度も自動表示されるので、いちいち計算する必要は無いのですが、原理を知っている事は大切です)
 
 

 分光光度計とは、光源から出た光を波長ごとに分ける部分(分光部)と、分けた光を試料に当てて光の弱くなる程度を測定する部分(光度計)からなります。
 試料に当てる光の強さをXとし、試料を通過した後の光の強さをYとすると、
 まず、透過率を求めます。透過率・・・T(%)=X/Y×100
 もっとも、普通に光度計で則って居する場合、純水などをいれた空セルで100%合わせをして、次にセル内を試料に入れ替えて測定するので、透過率は装置に表示され、計算する必要はありません。
 次に、この...続きを読む

Q紫外・可視領域の分子の吸収スペクトルについて

「紫外・可視領域の分子の吸収スペクトルが幅広になる理由を述べなさい」という問題について、ご教授願います。

講義の内容や、文献をあたった結果から以下のように自分なりに考えました。

「分子が紫外線や可視光を吸収すると基底状態にあった電子が励起され励起状態となる。このときのエネルギー差に相当するエネルギーを持った波長の光が吸収されスペクトルとなる。しかし、分子の持つエネルギーはほかに、振動エネルギーや回転エネルギーなどがあるため、実際に吸収するエネルギーの値は一定ではなく幅を持ったものとなる。このため、吸収される光の波長にも幅が生まれ結果としてスペクトルに幅が生まれる。」

この内容について、合っているか間違っているかを教えて頂きたいのが1点目の質問です。

そして、課題のヒントとして
「分子の基底状態は振動により核間距離に幅がある。フランクコンドンの原理にあるように吸収は核間距離を変化させずに起こる。基底状態から励起状態に遷移するためには励起状態に存在を許容する準位がなければならない。といったことを考えよ」
というものが与えられたのですが、これをどのように考えたらいいのかがわかりません。これが2点目の質問です。

以上の2点について、考え方の方向性やヒントを示していただけるだけでも構いませんので、ご解答をお願いします。

「紫外・可視領域の分子の吸収スペクトルが幅広になる理由を述べなさい」という問題について、ご教授願います。

講義の内容や、文献をあたった結果から以下のように自分なりに考えました。

「分子が紫外線や可視光を吸収すると基底状態にあった電子が励起され励起状態となる。このときのエネルギー差に相当するエネルギーを持った波長の光が吸収されスペクトルとなる。しかし、分子の持つエネルギーはほかに、振動エネルギーや回転エネルギーなどがあるため、実際に吸収するエネルギーの値は一定ではなく幅...続きを読む

Aベストアンサー

小難しい表現なんかしなくても,たとえば振動についてはこんな感じでしょうかね.
原子核は平衡位置を中心に振動してるわけで,それによって,核の位置が変化するわけだから,当然,電子のエネルギー極小値より高いなにがしかの位置にいる可能性が高いと.基底状態でも励起状態でも,電子エネルギーは核位置の関数だからね.
そこから励起がおこるが,フランク-コンドン原理があるので,電子遷移がおこる間は核配置は固定されているとしてよいと.一方,励起状態と基底状態では,電子エネルギーの極小を与える平衡核位置は一致していない.ってことは,基底状態と励起状態は,エネルギー軸について平行移動した関係にあるわけではない.だから,電子遷移に必要なエネルギーは,核がどの位置にある状態からおこった遷移かによって違いがある.

あとは,講義のキャラに合うように脚色が必要でしょうかね.このまま出すと,70点くらいかな.

Q原子吸光の分光方式について

原子吸光分光光度計を購入するのですが、分光器の方式で、ツェルニターナ方式とエバート方式とエシェル方式の3種類がありました。どのような違いがあって、どの方式が安定した検量線を作成することが出来るのでしょうか。
ご存じの方があれば、教えて下さい。

Aベストアンサー

平面格子を用いた分光器の構成は一般に

 入射スリット→入射側コリメートミラー→平面回折格子→出射側コリメートミラー→出射スリット

となっています。この入射側と出射側のコリメートミラーに独立した2枚の凹面鏡を用いるのが「ツェルニターナ方式」、1枚の大きな凹面鏡の半分ずつを入射と出射で使い分けるのが「エバート方式」、1枚の凹面鏡の同じ部分を入射と出射で共用してしまうのが「リトロー方式」です。なので、この3方式は兄弟関係であり、基本的に性能には「それほど」大きな差はないと考えて良いと思います。ただ、わざわざスペースも余計にかかる「ツェルニターナ方式」を採用するのは、入射側と出射側で凹面鏡の曲率を変えたり、全体の配置も非対称にしたりして、少しでも収差などを押さえて性能を上げたい、というねらいがある訳で、そういった意味では回折格子が同等であれば「ツェルニターナ方式」の方が「多少なりとも高性能志向」と言えると思います。機械的には、ミラーが1枚で済む「エバート方式」の方が安定性で若干有利かも知れませんが、ほとんど関係ないレベルでしょう。

原子吸光光度計としての性能・安定性は、これら「分光器のマウント方式」よりはむしろ、

 ・回折格子の溝本数・ブレーズ波長・大きさ・機械切りかホログラフィックか
 ・分光器の焦点距離・明るさ(F値)・スリット幅
 ・ホトマルの種類と制御・信号処理方式
 ・ダブルビームかシングルビームか
 ・バックグランド補正の有無
 ・原子化部の方式・構造
 ・試料導入系の方式・構造

などによる影響の方が大きいように思います。

また、「エシェル方式」は溝本数が少ない特殊な平面回折格子を2枚(または1枚+プリズム)用い、高次回折光を用いることにより、広い波長範囲のスペクトルを一平面上で二次元的に一気に展開するための分光器で、「モノクロメータ(単色計)」ではなく「ポリクロメータ」と呼ばれます。「エシェル方式」は、小型の分光器で高分解能を得やすいこと、複数の分析線を一度に分析できることから、よく「ICP発光分析」には用いられます。原子吸光でこれを用いるのは、ホロカソードランプを複数同時装着して多元素同時分析を行うタイプの装置ですね。この装置の詳しいことは知らないのですが、「エシェル方式」は一般に回折効率などの点でシングルモノクロには及ばないので、感度的にはどうでしょうか。そのためかどうか分かりませんが、日立だったかな、昔の多元素同時分析用の原子吸光ではシングルモノクロを4台搭載していましたね。

平面格子を用いた分光器の構成は一般に

 入射スリット→入射側コリメートミラー→平面回折格子→出射側コリメートミラー→出射スリット

となっています。この入射側と出射側のコリメートミラーに独立した2枚の凹面鏡を用いるのが「ツェルニターナ方式」、1枚の大きな凹面鏡の半分ずつを入射と出射で使い分けるのが「エバート方式」、1枚の凹面鏡の同じ部分を入射と出射で共用してしまうのが「リトロー方式」です。なので、この3方式は兄弟関係であり、基本的に性能には「それほど」大きな差はないと考えて...続きを読む

Q”自記”分光光度計とは?

自記分光光度計という文言で、用意する機械の指定を受けました。
普通の分光光度計と、”自記"分光光度計。
違いはナンでしょうか?

何を要件とすれば、自記分光光度計と言えるのでしょうか?

宜しくお願いします。

Aベストアンサー

スペクトルを紙なりなんなりに直接書いてくれる(データとしてディスプレイに表示してもいいけど)ものが「自記」式.
今の世の中,ほとんどすべてが自記式でしょう.
昔は,波長ダイアルを自分であわせて吸光度を読み取り,これをいろんな波長でたくさんやってデータを集め,それを人間がグラフ用紙に書き込んでスペクトルの図を作っていたのです.今でもそういう機械はありますけどね.それに対して,機械が勝手に図まで書いてくれるようになっているので「自記」というわけ.


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