UV-Vis-Spektroskopie

Wofür wird UV-Vis-Spektroskopie verwendet?

UV-Vis-Spektroskopie kann verwendet werden, um das Vorhandensein sowohl organischer als auch anorganischer Verbindungen in einer Lösung zu identifizieren und deren Konzentrationen schnell und effizient zu quantifizieren. Dies verleiht der Methode Anwendungen in der chemischen Analyse, wo sie auch zur Überwachung des Fortschritts von Reaktionen eingesetzt werden kann.

DNA und RNA können mittels UV-Vis effektiv quantifiziert werden, da die Absorption von UV-Licht bei 260 nm ein Indikator für deren Vorhandensein ist. UV-Vis ist auch eine beliebte Qualitätssicherungstechnik in der Pharma- und Lebensmittelindustrie und kann zur Charakterisierung der Zusammensetzung von Industriechemikalien gemäß der REACH-Verordnung verwendet werden.

Wie funktioniert die UV-Vis-Spektroskopie?

Ein UV/VIS-Spektralphotometer funktioniert, indem es Licht auf eine Probe – üblicherweise in Form einer Lösung – wirft. Gelegentlich wird auch eine Festkörper-UV/VIS-Spektroskopie verwendet. Die Wellenlänge des Lichts wird schrittweise über einen Bereich von ultraviolettem und sichtbarem Licht variiert, und es wird der Prozentsatz des Lichts, der durch die Lösung hindurchgeht, beobachtet. Daraus kann die Menge des bei der jeweiligen Wellenlänge absorbierten Lichts als Spektrum dargestellt werden. Dieses wird anschließend mit vorhandenen Datenbibliotheken verglichen, um die Bestandteile der Probe zu identifizieren.

Wenn eine Probe eine bestimmte Wellenlänge des Lichts absorbiert, erscheint sie visuell üblicherweise in der Farbe des Lichts auf der gegenüberliegenden Seite des Spektrums. Beispielsweise erscheint eine Lösung, die blaues Licht stark absorbiert, für uns typischerweise orange. UV-Vis nutzt diese Eigenschaft optimal und sammelt wichtige Daten durch die Analyse der Art des Lichts, das eine Probe absorbiert oder reflektiert.

Stärken und Grenzen der UV-Vis

Die Fähigkeit der UV-Vis, organische Verbindungen zusätzlich zu anorganischen zu analysieren, ist ein wesentlicher Vorteil im Vergleich zu Methoden wie Atomfluoreszenzspektroskopie (AFS) und Atomabsorptionsspektroskopie (AAS), die nur Elemente nachweisen können, die Licht im sichtbaren Bereich absorbieren.

Die primäre Einschränkung der UV-vis-Spektroskopie ist ihre Unfähigkeit, Verbindungen zu analysieren, die nicht mit Licht im UV- und sichtbaren Bereich des Spektrums interagieren. Dazu gehören bestimmte anorganische Verbindungen und organische Komponenten, die kein hohes Maß an Elektronenkonjugation aufweisen. Die Wirksamkeit der UV-vis-Spektroskopie hängt hauptsächlich von der Verbindung ab und davon, ob sie die richtigen Eigenschaften besitzt, um mit UV- oder sichtbarem Licht zu interagieren.

Darüber hinaus müssen zur Bestimmung unbekannter Konzentrationen mittels UV-Vis in der Regel andere bekannte Konzentrationen analysiert werden, um eine Kalibrierkurve als Referenz zu erstellen. Hierfür müssen möglicherweise mehrere Proben getestet werden, wodurch der Kalibrierungsprozess wesentlich zeitaufwändiger wird als die Analyse selbst.

Probenanforderungen und -vorbereitung

In den meisten Fällen müssen UV-Vis-Proben vor der Analyse in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst werden. Das Lösungsmittel sollte festes Material erfolgreich lösen, ohne sich selbst auf die Ergebnisse auszuwirken. Die resultierende Lösung muss eine Konzentration aufweisen, die den Lichtdurchgang ermöglicht. Ist die Konzentration zu hoch, muss die Lösung wahrscheinlich weiter verdünnt werden, bis genaue Ergebnisse erzielt werden können.

Festkörper-UV-Vis-Spektroskopie wird ebenfalls gelegentlich eingesetzt. Hierfür wird eine feste Probe zu einer Scheibe kompaktiert und das von ihr reflektierte Licht analysiert. Die Probe muss in Pulverform vorliegen, damit sie vom Spektralphotometer problemlos analysiert werden kann.

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