Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Spectrophotometer Kinetic mode - Coggle Diagram
Spectrophotometer Kinetic mode
Theory and Principles of UV-1280
Light and the Electromagnetic Spectrum
คุณสมบัติของแสง (Light Properties)
สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตั้งฉากกัน
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่เป็นคลื่น (Wave)
วัดด้วยความยาวคลื่น (λ) - ระยะระหว่างยอดคลื่นต่อยอดคลื่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Spectrum)
แบ่งเป็นช่วงคลื่นที่แตกต่างกัน เช่น UV, Visible, Infrared
ความยาวคลื่นสั้น = พลังงานสูง, ความยาวคลื่นยาว = พลังงานต่ำ
Electronic Transitions, Color, and Absorption
การเปลี่ยนสถานะอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Transitions)
การดูดกลืนพลังงานทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากระดับพลังงานต่ำไปยังระดับพลังงานสูง
เกิดการสั่นสะเทือน (Vibrational Motion) และการหมุนของโมเลกุล (Rotational Motion)
สีและการดูดกลืนแสง (Color and Absorption)
สีที่มองเห็นเกิดจากแสงที่สะท้อนออกมาเมื่อแสงขาวตกกระทบตัวอย่าง
การที่ตาเรามองเห็นสีนั้นแสดงว่าสีนั้นไม่ถูกดูดกลืน
ตัวอย่าง: คลอโรฟิลล์ดูดกลืนแสงสีฟ้า (400-450 nm) และสีแดง (630-700 nm) จึงเห็นเป็นสีเขียว
Beer-Lambert’s Law
หลักการพื้นฐาน
การดูดกลืนแสงเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารและความยาวทางแสง (Pathlength)
สูตร: A = Ebc
A = ค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance)
E = โมลาร์แอ็บซอร์พทีวิตี้ (Molar absorptivity) [L/mol·cm]
b = ความยาวทางแสง [cm]
c = ความเข้มข้นของสาร (mol/L)
Calibration Curve
การสร้างกราฟสอบเทียบ (Calibration Curve)
ใช้กราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าการดูดกลืนแสง (Absorbance) และความเข้มข้นของสาร (Concentration)
เส้นตรงที่ได้จากกราฟใช้ในการคำนวณความเข้มข้นของสารที่ไม่ทราบค่า (Unknown Concentration)
Types of Cuvettes
Quartz or Fused Silica Cuvettes
ช่วงคลื่นที่ใช้ได้: 190 - 2500 nm (ครอบคลุมทั้ง UV, Visible และ Near-Infrared)
ความทนทาน: ทนต่อสารเคมีหลายชนิด เช่น กรด ด่าง และตัวทำละลายอินทรีย์
ข้อควรระวัง: หลีกเลี่ยงการใช้กับกรดฟลูออริก (Hydrofluoric Acid) และกรดฟอสฟอริก (Phosphoric Acid) เนื่องจากอาจทำให้พื้นผิวเสียหาย
การใช้งาน: เหมาะสำหรับการวัดในช่วง UV ถึง Visible ที่ต้องการความแม่นยำสูง
Silicate Glass Cuvettes
ช่วงคลื่นที่ใช้ได้: 350 - 2000 nm (ส่วนใหญ่ใช้กับ Visible และ Near-Infrared)
การใช้งาน: เหมาะสำหรับงานทั่วไปที่ต้องการการวัดในช่วง Visible ที่ไม่ต้องการความละเอียดสูง
คุณสมบัติ
การส่งผ่านแสงดีในช่วง Visible
ความทนทานต่อกรดและด่างต่ำกว่าควอตซ์
เหมาะกับการใช้งานในระยะสั้น
Plastic Cuvettes
ช่วงคลื่นที่ใช้ได้: ช่วง Visible Range (ประมาณ 350 - 800 nm)
คุณสมบัติ
ราคาถูก ใช้แล้วทิ้ง (Disposable)
มักใช้ในงานที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง
เหมาะกับตัวอย่างที่ไม่ทำปฏิกิริยากับพลาสติก
การใช้งาน: การทดลองทั่วไปที่ไม่ต้องการความละเอียดสูง เช่น การวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีความเข้มข้นสูง
Limitations in UV-Vis
ข้อจำกัดของกฎเบียร์-แลมเบิร์ต
ความเข้มข้นสูงทำให้กราฟไม่เป็นเส้นตรง (Deviation from Linearity)
การเปลี่ยนแปลงทางเคมี เช่น การรวมตัวหรือแยกตัวของสาร (Association/Dissociation)
แสงที่กระเจิง (Stray Light)
การดูดกลืนและการกระเจิงของแสงในผนังเซลล์ (Cell Wall Scattering)
UV-1280 Instrumentations
Spectrophotometer Structure
Light Source (แหล่งกำเนิดแสง): Deuterium (D2) & Tungsten Halogen (WI)
Monochromator (โมโนโครเมเตอร์): แยกแสงเป็นโมโนโครเมติก
Detector (ตัวตรวจจับ): PMT & Silicon Photodiode
Sample compartment
The Light Source
Deuterium Lamp (D2):
ช่วงคลื่น: 190 – 350 nm (UV)
Tungsten Halogen Lamp (WI):
ช่วงคลื่น: 350 – 900 nm (Visible)
Monochromator
การแยกแสงให้เป็นแสงโมโนโครเมติก (Monochromatic Light)
ส่วนประกอบ:
ช่องรับแสง (Entrance Slit) และ ช่องออกแสง (Exit Slit)
Diffraction Grating (ตะแกรงเลี้ยวเบนแสง)
การปรับค่าช่องแสง (Slit Width): ควบคุมความเข้มแสงและความละเอียด
Detector
Silicon Photodiode Detector (P.D.)
ตรวจจับแสงที่มีความเข้มสูงกว่า PMT
Photomultiplier Tube (PMT)
ตรวจจับแสงที่มีความเข้มต่ำ
Kinetic Mode (Local Control)
Time Scan
หลักการ
บันทึกการเปลี่ยนแปลงการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นที่กำหนดเมื่อเวลาผ่านไป
ผลลัพธ์คือกราฟ Absorbance กับ Time
การใช้งาน (Application)
ตรวจสอบความเสถียรของสาร (Stability Testing)
ศึกษาปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นช้า (Slow Reactions)
ตรวจสอบการละลายของสาร (Dissolution Testing)
การตั้งค่า (Settings)
1.กำหนดความยาวคลื่น (Wavelength): ความยาวคลื่นที่ต้องการตรวจวัด
2.กำหนดช่วงเวลา (Time Interval): เช่น ทุก ๆ 1 วินาที, 10 วินาที
3.การบันทึกผล (Data Recording): เก็บข้อมูลการดูดกลืนแสงอย่างต่อเนื่อง
Kinetic
หลักการ
วัดอัตราการเกิดปฏิกิริยา (Reaction Rate) ในลักษณะ Real-Time
เก็บข้อมูลเป็นกราฟ Absorbance vs. Time เพื่อคำนวณค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา (Activity Rate)
การใช้งาน (Application):
การศึกษาปฏิกิริยาเอนไซม์ (Enzyme Kinetics)
ตรวจสอบอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี (Reaction Rate Monitoring)
การศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสารเมื่อเวลาผ่านไป
การตั้งค่า (Settings):
1.กำหนดความยาวคลื่น (Wavelength): ความยาวคลื่นที่เหมาะสมกับสารที่ศึกษา
2.กำหนดช่วงเวลา (Time Interval): เช่น ทุก ๆ 0.1 วินาที, 1 วินาที
3.Activity Region (ช่วงการคำนวณอัตราการเกิดปฏิกิริยา): ระบุช่วงเวลาที่ต้องการคำนวณค่าอัตราการเกิดปฏิกิริยา
4.Auto Zero / Baseline Correction: ตั้งค่าให้ค่าการดูดกลืนแสงเริ่มต้นที่ 0 ก่อนเริ่มการทดลอง
การจัดการข้อมูล (File Management)
การบันทึก (Save Data)
บันทึกไฟล์เป็นรูปแบบเฉพาะของโปรแกรม UV Probe หรือเป็นไฟล์ CSV
การเปิดไฟล์ (Open Files)
เปิดไฟล์ใน UV Probe Software เพื่อวิเคราะห์เพิ่มเติม หรือเปิดใน Excel เพื่อสร้างกราฟ
File Management (F2)
ค้นหาไฟล์ที่บันทึกไว้
ดูข้อมูลในรูปแบบกราฟหรือข้อมูลตาราง