Spectroscopie, elektroforese, chromatografie

[snowdude]

Ik ben op zoek naar documentatie (begrijpbaar voor leerlingen van het vijfde middelbaar) over spectroscopietechnieken*, elektroforese en chromatografie. Op het internet is het moeilijk om goede informatie te vinden.

* Onder andere:

Atoom absorptie spectrometrie of AAS

Atoom emissie spectrometrie of AES

Inductief gekoppeld plasma of ICP

Röntgenfluorescentie spectrometrie of XRF

Microgolfspectroscopie

Infraroodspectroscopie

Ramanspectroscopie

Ultravioletspectroscopie

Kernspinresonantie-spectroscopie

Massaspectrometrie

[Jorim]

Spectrofotometrie

Spectrofotometrie is elke procedure die licht gebruikt voor het meten van chemische concentraties. In grote lijnen komt het erop neer dat hoe meer stof een oplossing bevat hoe meer licht er wordt geabsorbeerd en met die getalen wordt dan de concentratie uitgerekend met behulp van de wet van Lambert-Beer.

UV-VIS spectrometrie

''Gewone" spectrometrie waarbij wordt gekeken of een oplossing ultra-violet (UV) of zichtbaar (VIS) licht absorbeert.

IR spectrometrie

Infrarood (IR) spectrometrie wordt vooral gebruikt voor de identificatie van een stof en in mindere mate voor de kwantitatieve bepalingen. Bij deze techniek wordt gekeken hoe de stof absorbeert bij infrarood licht.

Fluorimetrie

Fluorimetrie berust op de fluorescerende werking van verschillende stoffen. Bij het belichten van een stof fluorisceerd deze op een andere golflengte welke dan gemeten wordt.

Atomische spectrometrie (AAS)

In Atoom absorptie spectrometrie of AAS wordt het absorptie-spectrum in zichtbaar licht en nabij-ultraviolet gemeten van een verdunde oplossing die in een vlam wordt gebracht. Hiermee kunnen concentraties in de orde van ppm's worden gemeten van veel metalen; sommigen zoals Natrium zelfs tot op het ppb niveau.

Met deze techniek wordt geen onderscheid gemaakt tussen moleculen: het is een methode om de concentratie van elementen in een monster te bepalen (atoomspectroscopie in tegenstelling tot molecuulspectroscopie). Ook kan niet worden bepaald of een element in een bepaalde ionisatietoestand aanwezig was in het monster: alles wordt bij elkaar opgeteld.

Atomische spectrometrie (AES)

Atoom emissie spectrometrie of AES is precies het omgekeerde van het AAS (het atoom absorptie). In een AES wordt namelijk de kleur licht als een streepje genoteerd die het áfstaat!

Röntgenfluorescentie spectrometrie

In de Röntgenfluorescentie spectrometrie wordt het monster (vast of vloeibaar) bestraald met harde Röntgenstraling. Het monster zendt dan bij langere golflengte Röntgenstraling uit die karakteristiek is voor de elementen die in het monster zitten. De techniek is niet destructief: het monster wordt normaal gesproken niet aangetast door de analyse.

Massa spectrometrie

Massaspectrometrie is een techniek om een molecuul te kunnen identificeren aan de hand van de molecuulmassa en een patroon van massa's van fragmenten van het molecuul die kunnen worden gevormd. Tevens kunnen zelfs de verschillende isotopen van atomen worden bepaald (bijv 204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb). De stoffen worden geioniseerd en vervolgens op gewicht gescheiden.

Raman spectrometrie

Wanneer licht word verstrooid door een (maakt niet uit wat voor) stof, blijft de energie van het merendeel van de fotonen onveranderd, maar ongeveer 1 op de miljoen fotonen verliest of verkrijgt energie corresponderend met de vibratiefrequenties van de moleculen. Dit kan worden gezien als bijkomende pieken in het spectrum. Dit staat bekend onder de naam 'Raman scattering' en de pieken met de hogere en/of lagere energie worden Stokes en anti-Stokes pieken genoemd.

Om dit verschijnsel goed te kunnen bekijken is er wel uitzonderlijk sterk mono-chromatisch licht nodig, maar door alle ontwikkelingen is dit nu zeker geen probleem meer.

Het wordt vooral gebruikt in combinatie met andere spectro-technieken waarmee de "gewone" scattering wordt verwijdert en alleen de heel specifieke Raman scatterplot overblijft…

Inductief gekoppeld plasma (ICP)

Een vloeistof wordt als nevel in een plasmavlam (6000 K ofzoiets) gespoten waarna deze de stoffen in 'opgewonden' staat raken en licht gaan uitstoten waarna dit licht gemeten wordt.

Microgolf spectrometrie

Een gasvormig monster wordt blootgesteld aan microgolven, en de absorptie wordt gemeten. Het absorptiespectrum is karakteristiek voor de rotatie-vrijheden in het molecuul. Deze techniek wordt voornamelijk gebruikt om eigenschappen van bekende zuivere stoffen te bepalen.

Kernspinrotatie spectrometrie

De atomen van 1 elementtype worden, onder invloed van een sterk magneetveld, in resonantie gebracht door een radio-frequentie. Door meting van de exacte resonantiefrequentie kan de omgeving van het atoom worden bestudeerd, en daarmee de structuur van het molecuul. Deze techniek kan worden gebruikt ter identificatie van een onbekende stof, en ook voor de studie van de structuur van een bekende stof.

Chromatografie

Chromatografie is een techniek waarbij opgeloste moleculen van elkaar worden gescheiden op basis van verschil in interactie met een vaste drager (medium) die aan de binnenkant van een kolom zit.

De vaste drager kun je zien als een verzameling bolletjes in een kolom. Een mengsel laat je door de kolom lopen en de componenten uit het mengsel worden gescheiden doordat ze een verschillende affiniteit met de bolletjes hebben. Bijvoorbeeld bij positief geladen bolletjes komen positief geladen componenten het eerst van de kolom, en de negatief geladen componenten het laatst.

Gaschromatografie

Gaschromatografie is chromatografie waarbij het monster als gas met behulp van gas als draagstof door een kolom wordt geperst en door interactie met een coating aan de kolom wordt gescheiden.

Vloeistof chromatografie

Vloeistof chromatografie is chromatografie waarbij een vloeibaar monster met behulp van een vloeistof door een kolom wordt geperst en door interactie met een coating aan de kolom wordt gescheiden.

Bij beiden methoden geld:

- Hoe beter het monster oplost in 'de hulpstof' die het monster door de kolom draagt hoe eerder de stof de kolom verlaat.

- Hoe beter het monster oplost in de coating hoe moeilijker de stof de kolom verlaat.

Dit zijn beschrijvingen van hoe IK de verschillende methodes zie, hopelijk zullen andere leden mij (mischien) verbeteren of aanvullen tevens zal ik ze zelf nog wel even uitbreiden maar ik heb nu even tijdelijke RSI .

Als je meer wilt weten geef je maar een reactie...

[Jantine_CF]

doodziek! geen leven!

[Gideon]

Electroforese is het scheiden van een mengsel van deeltjes onder invloed van een spanningsveld en een vaste drager die weerstand biedt aan de migratie van de moleculen. Er zijn verschillende typen electroforeses:

Gel electrophoresis is a technique used for the separation of nucleic acids and proteins. Separation of large (macro) molecules depends upon two forces: charge and mass. When a biological sample, such as proteins or DNA, is mixed in a buffer solution and applied to a gel, these two forces act together. The electrical current from one electrode repels the molecules while the other electrode simultaneously attracts the molecules. The frictional force of the gel material acts as a "molecular sieve," separating the molecules by size. During electrophoresis, macromolecules are forced to move through the pores when the electrical current is applied. Their rate of migration through the electric field depends on the strength of the field, size and shape of the molecules, relative hydrophobicity of the samples, and on the ionic strength and temperature of the buffer in which the molecules are moving. After staining, the separated macromolecules in each lane can be seen in a series of bands spread from one end of the gel to the other.

maar er zijn ook analytische toepassingen denkbaar:

Capillaire elektroforese is een scheidingsmethode waarbij geladen deeltjes door een kolom, met daarover een elektrisch veld bewegen. Omdat verschillende deeltjes ook verschillende mobiliteiten (snelheden) hebben komen deze deeltjes dus met een andere retentietijd uit de kolom en zijn zo dus goed te scheiden.

De te meten deeltjes in de kolom komen, mits de mobiliteit groot genoeg is, allemaal langs een detector (bijv. een UV-detector) die registreert hoeveel deeltjes er langskomen. Een UV-detector doet dat door middel van absorptie van licht met een bepaalde golflengte. Dus hoe meer deeltjes er langs komen hoe meer er geabsorbeerd wordt en dus hoe minder licht er gemeten wordt door een sensor in de detector. Maar het kan ook zijn dat de te meten stof geen absorptie vertoond. Dan wordt er gebruikt gemaakt van indirecte absorptie. Dit houdt in dat de buffer in de kolom een bepaalde absorptie vertoond, en waneer nu de positieve dan wel negatieve deeltjes die gemeten moeten worden langs de detector komen, zal er minder absorberende buffer aanwezig zijn waardoor er een negatieve piek zal ontstaan.

Een CZE-opstelling bestaat uit een scheidingscompartiment (bijv. een capillair), twee electroderuimten, een monsterinjectie voorziening en een detector.