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吸収スペクトルを測定したのですが吸光度が負の値になりました。
ブランク溶液をベースラインにしたんですけど、負の値になるってことはブランク溶液よりも何かの物質が少ないってことなんですか?
それとも光を放出したってことなんですか?
教えて下さい。

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A 回答 (6件)

機械的あるいは装置の問題で負になる原因で考えられるとすると、


・迷光
・散乱光
・発光(蛍光など)
あたりが考えられますが…。

外部から光学系に、蛍光灯や太陽光などの迷光が入り込んでいるようなことはないでしょうか。
キムワイプできちんと拭かれたとのことですが、キムワイプは結構繊維が硬いのでセルに細かい傷が入ってしまう場合があります。それで散乱が出たということはないでしょうか。
あるいは、何らかの沈殿や結晶などの微粒子が析出しているなんてことは…ありませんよね。
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>サンプルにもphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液を加えました。


>検量線はきれいな直線になったし、セルはちゃんとキムワイ
>プで拭いたので、セルが汚れていたとは思いません。
すみません。降参です。
あとは光学系の精度の問題でしょうか?両方ともにブランクを入れて出てくる程度の±なら測定に何も問題はなくて、測定限界の範囲内でFeは無かった、ということだと思います。
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No.2の回答をしたものです。


全領域負だとセルの汚れとかが気になります。しかしNo.1さんやNo.3のご指摘の基礎的なことが問題をもたらしていない、ということを前提として...

>ブランク溶液はphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液を加えたものです。
>鉄の吸収スペクトルはちゃんと濃度に比例して大きくなり、検量線は
>切片が-0.0123といい感じになりました。

上のお話ですとブランクにも、Fe入りにもphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液が入っている訳ですね。

>1つ未知試料として、市販されているミネラルウォーターを測定した
>のですが、このときに吸光度がマイナスの値をとったということです。
>グラフは正の値は全くとらず、わかったことといえば鉄は入っていな
>いということです。

こちらのサンプルにはphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液を入れられたのでしょうか?ブランクだけに入っているのでしたら微妙にこれらの吸収端が測定波長域に伸びてきている可能性はありませんか?

この回答への補足

お返事ありがとうございます。
サンプルにもphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液を加えました。検量線はきれいな直線になったし、セルはちゃんとキムワイプで拭いたので、セルが汚れていたとは思いません。

補足日時:2007/04/30 20:38
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測定する前に、ベースライン補正していますよね。



また、吸光度を測定する際は、
リファレンスに使うセルと、サンプル側に使うセルはいつも区別して使用し、
セルフォルダーに入れる向きも常に一定にするなどの気遣いが要りますよ。
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ブランク溶液とありますが、ブランク側も溶液なのですか?


ブランク側が溶媒のみ、サンプル側が溶液の測定をやったとしても、ブランク溶媒そのものの吸収が強いところを測ってしまうと、差をとった結果は微妙です。
No1さんがおっしゃっているように、セルの汚れなどがあればブランク側での減光が大きくなります。

この回答への補足

ブランク溶液はphen溶液・還元剤溶液・緩衝溶液を加えたものです。鉄の吸収スペクトルはちゃんと濃度に比例して大きくなり、検量線は切片が-0.0123といい感じになりました。
1つ未知試料として、市販されているミネラルウォーターを測定したのですが、このときに吸光度がマイナスの値をとったということです。グラフは正の値は全くとらず、わかったことといえば鉄は入っていないということです。

補足日時:2007/04/30 19:54
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ブランクのセルが汚れている、あるいはどちらかのセルの長さが正確でない事が時々起きます。

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たまにサンプルブランク等のABSの測定値が-0.002というように負の値になるときがあります。
試料中濃度の計算は普通
  Std濃度×(Sam-Sambl)/(Std-Stdbl)×アップ量/サンプル量
です。(検量線の直線性が確認されているので1点検量です)
この場合SamblやStdblのマイナスを考慮するべきでしょうか?
上の式なら(Sam+0.002)とか(Std+0.002)と代入計算をするべきなのか、マイナス側の数値は保証されていないので 「0」として扱うべきなのか教えてください。
私は「0」として扱っているのですが、同僚は「-」として扱っています。
(なんともお粗末な会社ですが)

Aベストアンサー

> ・・・サンプルブランク等のABSの測定値が-0.002・・・

-0.002Abs=100.46%T です。理屈の上では「サンプルブランクを100%T=0Abs」とする
わけですが、100%Tにだって当然ノイズ・誤差・ドリフトが乗りますから、"100.46%T"
くらいの値なら示しても何らおかしくないと思います。

なので、「-0.002Abs」の値をそのまま使えば良いだけです。自動定量ソフトを内蔵した
分光光度計では内部で当然のようにそう扱われているはずだと思いますよ。

> マイナス側の数値は保証されていないので・・・ 

本当にそうですか? その分光光度計の取扱説明書の「仕様」のところを読んでもそう
なっっていますか? フツーの分光光度計では、%Tの範囲は「0~200%T」となっている
くらいが当たり前のように思いますが...

Q吸光度のマイナス表示について

現在HACH社のUV-visを使用しています。
DR-4000Uですが、今は会社ではないのでシングルビームか
ダブルビーム仕様かわかりません。
ただ、セルを設置するのは1つしかできない物です。
最近購入したばかりなのですが、かなり濃度の薄い試料の
吸光度を測定すると、マイナス表示されます。
-0.002とかなら誤差かと思うのですが、ひどいのは
-0.01位になります。
最初にベースラインをイオン交換水でとっています。
一度、イオン交換水でベースラインをとったあと、
そのセルのままスキャンをすると、-0.002など表示されます。
なぜこのようなことが起こるのでしょうか?
いくらベースラインを取り直してもマイナスが出てきます。
どうしたらよいでしょうか?

Aベストアンサー

> -0.01ABSもの誤差が出てきた場合は原因は試料溶液の
> 微量な汚れの可能性があるでしょうか。

「汚れ」で「試料溶液」の方が「ブランク溶液」より透過光量が多くなることは
非常に考えにくいです(逆は一般的ですが)。

ベースラインをとってから測定を続けて行くと、どんどん一方向にずれていく
ようであれば、装置がらみの問題があるかも知れません。

設置環境に問題(ランプハウスに風が当たる、周囲温度が変動する等)は
ないですか?
Powe-ON後、装置・光源が安定するまである程度待ってから測定を始めて
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これらに問題がなければ、装置自身の問題の可能性を疑うことも必要かも
知れませんね。

Q分光光度計の吸光度の値について。

分光光度計で吸光度を測定する実験をしました。
ゼロは水であわせ、測定するサンプルは試薬の混ざった水です。
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吸光度の単位は何でしょうか!?
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宜しくお願いします。

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Aベストアンサー

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Q蛍光スペクトル

蛍光スペクトルと励起スペクトルについて教えてください

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あまり難しい言葉や数式は使わずわかりやすく回答してもらえれば幸いです。

Aベストアンサー

#1さんの説明の通りですが、いくらか、図などがあった方がわかりやすいかもしれませんので、参考URLにgoogleで出て来たページを紹介します。ページ中程にあるJablonski Diagramの左側が蛍光について示した物です。以下、おそらく溶液の蛍光についての質問であると予想して、述べます。

さて、蛍光の過程について述べますと、蛍光とは図にある青の矢印に対応する励起光を分子が吸収します。その後、図では黒色の矢印で示された光を発しない緩和過程(溶媒などに熱エネルギー等の形でエネルギーを渡し、エネルギーの低い状態へ移動する)を経て励起状態振動基底状態へ移動します。そして、図では緑の矢印で示されている蛍光が発光します。

質問者様のおっしゃる励起スペクトルはこの青色の矢印の波長を変えながら緑色の矢印すべてひっくるめた蛍光全体の強度を測ります。このとき、電子励起状態の振動基底状態や振動励起状態(図では太い横線が各電子状態の振動基底状態を示し、その上の細い横線がその電子状態の振動励起状態を示しています。)へ励起されますので、励起光の波長は電子励起状態の各振動状態のエネルギーに対応したものとなります。溶液などでは、振動励起状態へ励起してもすぐにその電子状態の振動基底状態へ緩和されますので、緑の矢印全体の強度というのは、励起された分子の数に比例します。つまり、励起スペクトルは分子の吸収スペクトルに比例したようなスペクトルが得られるわけです。(もちろん、いろいろ例外はありますが)

さて一方、質問者様のおっしゃる蛍光スペクトルは緑色の矢印をさらに分光器などで分散させて矢印一本一本を別々の波長として観測するスペクトルです。つまり、波長は電子励起状態の振動基底状態から電子基底状態の振動励起状態のエネルギーに対応したものとなります。

蛍光スペクトルにおいて、励起光の波長がわからないと言うことですが、溶液などでは励起分子はすぐに電子励起振動基底状態へ緩和しますので、励起光の波長を変えて励起する分子の振動状態を変えても、蛍光スペクトルはすべて電子励起振動基底状態からのもので、波長とその強度比は変わりません(励起スペクトルのように全体の強度はかわりますが)。このような場合、励起光の波長を書かないことが多いです。

図でもわかるように、励起光の波長と蛍光発光の波長はは電子励起振動基底状態のエネルギーをはさんで、励起光は電子励起状態の振動エネルギーだけ高いエネルギー(短い波長)になり蛍光は電子基底状態の振動エネルギーだけ引いエネルギー(長い波長)になり、それぞれの振動エネルギー構造が似ていれば、鏡像のような形になることがわかります。

以上、「励起光が書いていない」ということから類推して、すべて溶液の蛍光測定と仮定してお答えしました。気体や分子線を使ったLIFではちょっと話がかわってきますので、その点はご留意ください。

参考URL:http://www.jp.jobinyvon.horiba.com/product_j/spex/principle/index.htm#01

#1さんの説明の通りですが、いくらか、図などがあった方がわかりやすいかもしれませんので、参考URLにgoogleで出て来たページを紹介します。ページ中程にあるJablonski Diagramの左側が蛍光について示した物です。以下、おそらく溶液の蛍光についての質問であると予想して、述べます。

さて、蛍光の過程について述べますと、蛍光とは図にある青の矢印に対応する励起光を分子が吸収します。その後、図では黒色の矢印で示された光を発しない緩和過程(溶媒などに熱エネルギー等の形でエネルギーを渡し、エネルギ...続きを読む

Q波長と共役について

いろいろ調べていて、『一般に共役系が増えるほど吸収が長波長に・・・』と書いてあるのを良く見かけるのですが、それはなぜでしょうか。
またそれは蛍光でも同じことがいえますか。

Aベストアンサー

光の吸収は、分子軌道のうち、電子がつまったもの(被占軌道)から、電子の入っていないもの(非占軌道)へ、光を吸った電子がたたき上げられる過程で起こります。
軌道のエネルギー差が吸収される光のエネルギーに相当しますから(ほんとはイコールではないけど)、被占軌道と非占軌道のエネルギーが近いほど、吸収される光のエネルギーは小さくなり、波長は伸びます。

さて、一番重要な光の吸収過程は、分子の最も高い被占軌道HOMOから、最も低い非占軌道LUMOへの遷移、HOMO-LUMO遷移です。当然、これが最も長波長の光を吸収します。

さて、共役系分子では、HOMOもLUMOも、パイ軌道になっています。そして、共役系が広がるほど、HOMOは上昇し、LUMOは低下していきます。これがなぜなの?ということを疑問に思われているのかもしれませんが、初等的な量子化学(あるいは振動論でも良いが)を習っていないと、うまい説明がおもいつかないので・・・ご存じでしたら良いですが、まだ習っていないのなら、そういうものなんだ、とでも思ってください。とにかく、電子が自由に動ける空間が広がるほど、HOMOとLUMOは接近していきます。

この極限ともいえるのが、グラファイトです。共役系がほぼ無限となった結果、HOMOとLUMOのギャップは消失し、電子が自由に運動できるようになるため、結果としてグラファイトは電気を流す導体となります。閑話休題。

蛍光も、吸収波長の逆を見ていることになりますから(これもほんとは違うが、ここではおいておきましょう)、吸収と同様、共役が伸びるほど、蛍光波長は長波長となっていきます。

ただし、蛍光のおもしろいところは、吸収が長波長になくとも、長波長の蛍光を出す分子がいろいろあるところです。
なんで?と思われるでしょうが、これはちょっと高等な話になりますから、もう少し進んでから勉強されるとおもしろいかもしれません。

光の吸収は、分子軌道のうち、電子がつまったもの(被占軌道)から、電子の入っていないもの(非占軌道)へ、光を吸った電子がたたき上げられる過程で起こります。
軌道のエネルギー差が吸収される光のエネルギーに相当しますから(ほんとはイコールではないけど)、被占軌道と非占軌道のエネルギーが近いほど、吸収される光のエネルギーは小さくなり、波長は伸びます。

さて、一番重要な光の吸収過程は、分子の最も高い被占軌道HOMOから、最も低い非占軌道LUMOへの遷移、HOMO-LUMO遷移です。当然、これが最も...続きを読む

Q吸光光度法の検量線について

検量線を作成し、データーにばらつきが生じた場合はどのようにすべきなんでしょうか。無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが・・回答をお願いします。

Aベストアンサー

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、100連の方が正確、と毒づいています)。
 
 実験のテクニックが難しくて、全体がばらつく場合もあります。この場合は、5点ではなく、10点とか、測定する回数を増やしたりして、信頼性を高めるしかありません。検量線は、もちろんパソコンで引きます。また、サンプルの測定も、一回だけではなく、数回測定して、平均値を去る必要があります。

 化学反応は、バラツキマセン。しかし、生物のサンプルは、個体差があるので、最低3回は測定して、平均と標準偏差を示します。例えば、血糖値を測定するときに、血液中のグルコースの測定は、ばらつかないので1回で十分。しかし、A、B、Cサンそれぞれの値は異なるので、ヒトの血糖値となると、最低3人は測定しなければなりません。
 同じサンプルを測定して、値がばらつくのは単に腕が悪いだけです。学生だと5%程度、慣れると2%以内、分析のプロだと0.5%の誤差でもウルサク言います。
データがばらつく原因を考え、検量線とサンプルの測定回数を決めてください。

>無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが
測定した点をつないだりしているのでしょうか。それはヤリマセン。昔は、測定した点の近くをなるべく通る直線(場合によっては曲線)を、慣れを頼りに引いていました。今ではパソコンがあるので、回帰式を出します。これが検量線になります。最近は、機器に検量線を自動的に描き、濃度まで計算しているのが、普通です。
 回帰式の相関係数が、0.98以上あれば信頼していますが、0.95だとやり直すかどうか迷います。

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、10...続きを読む

Q共役の長大=長波長シフト?

芳香族多環化合物で、π電子共役系が伸びることによってなぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
π電子共役系が伸びるとUV吸収スペクトルの吸収極大は長波長シフトすることは実験的にわかります。そして、長波長シフトはHOMO-LUMO差が縮まることによって引き起こされることも理解できますが、なぜHOMO-LUMO差が縮まるのかがわかりません。
なるべく量子化学に踏み込まずに、単純に説明できる方がいらっしゃいましたらお願いします。

Aベストアンサー

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系の4つの原子の、π結合にあずかる4つのp軌道について、
それぞれ2個同士で軌道の重なりを考えます;


↑        ─ πab*           ─ πcd*
|      /   \           /   \  
|     /      \        /      \  
┼ 2p─          ─2p 2p─          ─2p
|     \      /        \      /
|      \   /           \   /
|         ─ πab           ─ πcd

   Ca         Cb    Cc         Cd
 (Ca~Cdはそれぞれ炭素原子、πab・πab*はそれぞれCa・Cbのp軌道の
  重なりで生じた結合性軌道・反結合性軌道。πcd・πcd*も同様)

次に、このπab・πab*とπcd・πcd*との間の軌道の重なりを考えます。
このとき、先程のp軌道同士の場合に比べると、軌道の重なりは小さいため、
エネルギー準位の分裂幅も小さくなります(因みに、重なり0→分裂幅0);

                 _π4
E            /       \
↑  πab* ─                ─ πcd*
|           \       /
|                ̄π3

|               _π2
|           /       \
|   πab ─               ─ πcd
|           \       /
                  ̄π1
   Ca         Cb    Cc         Cd

 (元のp軌道は省略、そのエネルギー準位は左端の『┼』で表示)


この結果、Ca~Cdの炭素上にπ1~π4の4つの軌道ができます。
元のp軌道よりエネルギー準位の低いπ1・π2が結合性軌道(π2がHOMO)、
高いπ3・π4が反結合性軌道(π3がLUMO)になります。
(軌道が重なると、「重なる前より安定な軌道」と「重なる前より不安定な軌道」が
 生じますが、このように、必ずしもそれが「結合性軌道と反結合性軌道となる」
 とは限りません;その前に大きな安定化を受けていれば、多少不安定化しても
 結合性軌道のまま、と)

このように考えれば、それぞれのHOMOとLUMOのエネルギー差は、CaとCbの2つの
π電子系で生じた時に比べ、Ca~Cdの4つのπ電子系の方が小さくなることが
理解していただけるのではないかと思います。


<余談>
このようにして共役系が延長していくと、軌道の重なりによる安定化幅はさらに小さく
なっていくため、「軌道」というよりは「電子帯(バンド)」というべきものになります。
また、HOMO-LUMO間のエネルギー差も縮小し、常温で励起が起こるようになります。
これによって、芳香族ポリマーや黒鉛などは電導性が生じているわけです。

例えば、水素原子二つから水素分子ができる場合、それぞれの電子軌道を
下図のように描いたと思います;


↑      ─σ*    ←軌道の重なりで生じた反結合性軌道
|    /   \  
|1s─       ─1s ←軌道が重なる前のエネルギー準位
|    \   /
|      ─σ     ←軌道の重なりで生じた結合性軌道

|  Ha      Hb
 (Ha、Hbはそれぞれ水素原子)


π電子共役系でもこれと同様に考えると、感覚的に理解できるかもしれません。
まず、その共役系...続きを読む

Qキレート滴定について。

度々失礼します。

キレート滴定の実験で、溶液のpHを緩衝溶液で特定のpH範囲に調整しなければならないのはどうしてでしょうか?
どなたか解る方教えてください。

Aベストアンサー

理由1:金属イオンとキレートが結合する強さ(安定度定数)は、pHによって変化する。
 pHが低いほど結合は弱くなるので、できれば高pH域でやりたい。
理由2:しかし、金属イオンはpHが高くなると水酸化物の沈殿になり、キレート滴定できない。
 水酸化物が出来ないpH領域でなければならない。
理由3:キレート剤は酸であり、金属イオンと結合する際、水素イオンを放出すし、溶液のpHを変化させる可能性がある。
 このため、溶液にpH緩衝性を持たせている。

参考:少し前の質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=857044


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