KOLORİMETRE- KOLORİMETRE- SPEKTROFOTOMETRE SPEKTROFOTOMETRE

KOLORİMETRE- KOLORİMETRE-

SPEKTROFOTOMETRE

SPEKTROFOTOMETRE

 Spektroskopi bir örnekteki atom, molekül veya Spektroskopi bir örnekteki atom, molekül veya iyonların bir enerji düzeyinden diğerine geçişleri iyonların bir enerji düzeyinden diğerine geçişleri sırasında absorblanan veya yayılan elektromanyetik sırasında absorblanan veya yayılan elektromanyetik

ışımanın ölçülmesi olayıdır.

ışımanın ölçülmesi olayıdır.

 Monokromatik ve I Monokromatik ve I

şiddetindeki bir ışık demeti, şiddetindeki bir ışık demeti, kalınlığı b cm olan bir tüpte bulunan çözeltideki kalınlığı b cm olan bir tüpte bulunan çözeltideki herhangi bir molekül tarafından herhangi bir molekül tarafından absorblandığında şiddeti azalır ve I şeklinde absorblandığında şiddeti azalır ve I şeklinde

tüpten çıkar.

tüpten çıkar.

 Moleküllerin o dalga boyundaki ışımayı Moleküllerin o dalga boyundaki ışımayı absorblaması sonucu ortaya çıkan azalma absorblaması sonucu ortaya çıkan azalma

Lambert-Beer

Lambert-Beer eşitliği ile verilir. eşitliği ile verilir.

 Işığın absorbsiyonu ile madde arasındaki ilgiye dayalı Işığın absorbsiyonu ile madde arasındaki ilgiye dayalı ölçüm yöntemine

ölçüm yöntemine ABSORBSİYON SPEKTROSKOPİSİ ABSORBSİYON SPEKTROSKOPİSİ

 (= SPEKTROFOTOMETRİ) (= SPEKTROFOTOMETRİ) denir. denir.

 Uyarılmış seviyedeki atom, iyon veya moleküller Uyarılmış seviyedeki atom, iyon veya moleküller normal haldeki seviyelerine dönerken bu 2 hal normal haldeki seviyelerine dönerken bu 2 hal arasındaki enerjiye karşılık gelen enerjiyi geri verirler.

arasındaki enerjiye karşılık gelen enerjiyi geri verirler.

Bu yayılan enerjiyi ölçen yönteme

Bu yayılan enerjiyi ölçen yönteme EMİSYON EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

SPEKTROSKOPİSİ denir. denir.

 Asılı parçacıklar tarafından saçılan ışığın şiddetinin Asılı parçacıklar tarafından saçılan ışığın şiddetinin gelen ışığın doğrultusuna dik doğrultuda ölçülmesine gelen ışığın doğrultusuna dik doğrultuda ölçülmesine

dayanan yönteme

dayanan yönteme NEFELOMETRİ NEFELOMETRİ denir. denir.

 Bir kolloid den absorblanan ve saçılmadan geçen ışığın Bir kolloid den absorblanan ve saçılmadan geçen ışığın şiddeti üzerine düşen ışığın doğrultusunda ölçülürse bu şiddeti üzerine düşen ışığın doğrultusunda ölçülürse bu

yönteme TÜRBİDİMETRİ denir.

yönteme TÜRBİDİMETRİ denir.



Bir kaynaktan çıkan beyaz ışığın bir sıvı veya çözelti ortamından Bir kaynaktan çıkan beyaz ışığın bir sıvı veya çözelti ortamından geçen kesrinin gözle gözlenmesine dayanan yönteme geçen kesrinin gözle gözlenmesine dayanan yönteme

KOLORİMETRİ

KOLORİMETRİ denir. denir.



IŞIK DALGASININ ÖZELLİKLERİ: IŞIK DALGASININ ÖZELLİKLERİ:



Elektromanyetik radyasyon dalga şeklinde ilerleyen bir enerjidir. Elektromanyetik radyasyon dalga şeklinde ilerleyen bir enerjidir.



Dalga Boyu: Dalga Boyu: Arka arkaya gelen maksimum veya minimumlar Arka arkaya gelen maksimum veya minimumlar arasındaki doğrusal uzaklıktır. Birimi uzaklık birimidir (cm, m arasındaki doğrusal uzaklıktır. Birimi uzaklık birimidir (cm, m

gibi).

gibi).

 Dalga boyu Dalga boyu   ile gösterilir. Birimi cm, ile gösterilir. Birimi cm, Å Å , nm, , nm,   m dir. m dir.

Bunların birbirine çevrilmesinde kullanılan değerler:

Bunların birbirine çevrilmesinde kullanılan değerler:

 1 1 Å Å = 10 = 10

cm = 10 cm = 10

m m

 1 nm= 10 1 nm= 10

m = 10 m = 10

cm = 1 m cm = 1 m   = 10 = 10 Å Å

 1 1   m = 10 m = 10

m = 10 m = 10

cm = 1 cm = 1  

 FREKANS FREKANS

 Belirli bir noktadan birim zamanda geçen dalga sayısı Belirli bir noktadan birim zamanda geçen dalga sayısı veya 1 sn deki titreşim sayısı olup birimi s

veya 1 sn deki titreşim sayısı olup birimi s

dir. dir.   işareti işareti ile simgelenir. Dalganın frekansı ışının geçtiği ortama ile simgelenir. Dalganın frekansı ışının geçtiği ortama

değil ışımayı oluşturan kaynağın cinsine bağlıdır.

değil ışımayı oluşturan kaynağın cinsine bağlıdır.

   = C / = C /   dır. dır.

 C: Işığın hızı; C: Işığın hızı;   : Dalga boyu. : Dalga boyu.

 DALGA SAYISI DALGA SAYISI

 Işımanın birim uzunluktaki miktarıdır. 1 cm ye düşen Işımanın birim uzunluktaki miktarıdır. 1 cm ye düşen dalga sayısıdır. Dalga boyunun tersidir. Birimi cm

dalga sayısıdır. Dalga boyunun tersidir. Birimi cm

dir. dir.

 = 1 / = 1 /   dır. dır.



Frekans / dalga Sayısı = Frekans / dalga Sayısı =

 C= 3x10 C= 3x10

cm/sn olarak alınır. Boşlukta bütün cm/sn olarak alınır. Boşlukta bütün elektromanyetik ışımalar aynı hızla ilerler ve C ile elektromanyetik ışımalar aynı hızla ilerler ve C ile

gösterilir.

gösterilir.

v

C C

v

v  



 1



Elektromanyetik radyasyonun dalga özelliğinin yanısıra tanecik Elektromanyetik radyasyonun dalga özelliğinin yanısıra tanecik karakteri de vardır. Işık taneciklerine

karakteri de vardır. Işık taneciklerine foton foton denir. Her fotonun denir. Her fotonun belli miktarda enerjisi vardır. Bu enerji ile fotonun frekansı belli miktarda enerjisi vardır. Bu enerji ile fotonun frekansı

arasında;

arasında;



E = h C / E = h C /   = h = h   bağıntıları vardır. bağıntıları vardır.



E: Erg cinsinden enerji; h: Planck sabiti (6.62x10 E: Erg cinsinden enerji; h: Planck sabiti (6.62x10

erg.sn) erg.sn)



Buradan da görüldüğü gibi enerji dalga boyu ile ters orantılıdır. Buradan da görüldüğü gibi enerji dalga boyu ile ters orantılıdır.

Buna göre

Buna göre UV ışınının UV ışınının enerjisi, enerjisi, görünür bölge görünür bölge enerjisinden enerjisinden büyüktür. Her ikisinin enerjisi de

büyüktür. Her ikisinin enerjisi de IR ışınının IR ışınının enerjisinde daha enerjisinde daha büyüktür

büyüktür . .

 IŞIĞIN ABSORBSİYONU: IŞIĞIN ABSORBSİYONU:

 Bir moleküldeki enerji seviyeleri: Bir moleküldeki enerji seviyeleri:

 1- Elektronik 1- Elektronik

 2- Vibrasyonel (Titreşim) 2- Vibrasyonel (Titreşim)

 3- Rotasyonel (Dönme) 3- Rotasyonel (Dönme)

 4- Translasyonel (Öteleme) 4- Translasyonel (Öteleme)

 Bu enerji seviyeleri enerji büyüklüklerine göre Bu enerji seviyeleri enerji büyüklüklerine göre sıralanırsa;

sıralanırsa;

 E E

> > E E

> > E E

> > E E

şeklinde olur. şeklinde olur.

 Orbitaller 3 sınıfta toplanabilir: Orbitaller 3 sınıfta toplanabilir:

 a- Moleküler bağa katılmayan orbitaller ve tabaka a- Moleküler bağa katılmayan orbitaller ve tabaka orbitalleri

orbitalleri



b- Bağ elektronları. Bunlar da; b- Bağ elektronları. Bunlar da;



1- 1-   (sigma) Tekli bağlarda görülür. (sigma) Tekli bağlarda görülür.



2- 2-   (Pi) Çoklu bağlarda görülür. (Pi) Çoklu bağlarda görülür.



c- Bağ yapmamış, ortaklanmamış elektron çiftleri. Bunlara n c- Bağ yapmamış, ortaklanmamış elektron çiftleri. Bunlara n elektronları de denir. Oksijen ve azot moleküllerindeki bağlar elektronları de denir. Oksijen ve azot moleküllerindeki bağlar

örnektir.

örnektir.

       * geçişleri vakum UV’ de (165 nm de) görülür. * geçişleri vakum UV’ de (165 nm de) görülür.

       * ve n * ve n     * geçişleri daha sık rastlanan * geçişleri daha sık rastlanan geçişlerdir. En az enerjiye sahip oldukları için n

geçişlerdir. En az enerjiye sahip oldukları için n     * * geçişleri en uzun dalga boyunda gözlenirler.

geçişleri en uzun dalga boyunda gözlenirler.

       * geçişleri ondan sonra gelir. UV ve görünür * geçişleri ondan sonra gelir. UV ve görünür dalga boylarının enerjisine sahip ışın absorblandığı dalga boylarının enerjisine sahip ışın absorblandığı

zaman n

zaman n     * ve * ve     * geçişleri görülür. Uygun  * geçişleri görülür. Uygun ışın verildiği zaman

ışın verildiği zaman       * geçişleri görülebilir. * geçişleri görülebilir.

       * geçişleri ihtimali en az olan geçişlerdir. Çok * geçişleri ihtimali en az olan geçişlerdir. Çok fazla enerji gerektirirler.

fazla enerji gerektirirler.

       * *  

= 10 = 10

- 10 - 10

 n n     * *  

< < 10 10

olduğu zaman görülebilir. olduğu zaman görülebilir.

 Bir molekülün; Bir molekülün;

 E E

= E = E

+ E + E

+ E + E

+ E + E

dir. dir.

 UV- Görünür bölgede elektronik geçişler UV- Görünür bölgede elektronik geçişler

 Infra Red (IR) bölgede vibrasyonel Infra Red (IR) bölgede vibrasyonel

 Mikrodalgada rotasyonel geçişler olmaktadır. Mikrodalgada rotasyonel geçişler olmaktadır.

Absorbsiyon Spektrumlarının Kantitatif Değerlendirilmesi:

Absorbsiyon Spektrumlarının Kantitatif Değerlendirilmesi:

Log Io / I = A dır. Bunun tersi I / Io = T ; Log Io / I = A dır. Bunun tersi I / Io = T ; I / Io x 100 = % T (% de geçirgenlik)

I / Io x 100 = % T (% de geçirgenlik)

A ve T arasında; A = -Log T = Log 1 / T ilişkisi vardır.

A ve T arasında; A = -Log T = Log 1 / T ilişkisi vardır.

T değeri 0.01 – 1 arasında; A ise 0 – 2 arasında değer alır.

T değeri 0.01 – 1 arasında; A ise 0 – 2 arasında değer alır.

LAMBERT-BEER YASASI:

LAMBERT-BEER YASASI: Monokromatik bir ışık saydam bir Monokromatik bir ışık saydam bir çözeltiden geçtiği zaman ışığın şiddetindeki azalma çözeltideki çözeltiden geçtiği zaman ışığın şiddetindeki azalma çözeltideki

çözünmüş madde konsantrasyonu ile orantılıdır.

çözünmüş madde konsantrasyonu ile orantılıdır.

A = log Io / I =

A = log Io / I =  . .   (b) . C yada A = log Io / I = a. (b) . C yada A = log Io / I = a.   (b). C (b). C



  = Molar absorbtivite ; = Molar absorbtivite ;   veya (b) = cm cinsinden ışık yolu veya (b) = cm cinsinden ışık yolu uzunluğu (genellikle 1 olarak kullanılır); C = mol/ L cinsinden uzunluğu (genellikle 1 olarak kullanılır); C = mol/ L cinsinden

konsantrasyon; a= absorbtivite; A= absorblanan ışık miktarını;

konsantrasyon; a= absorbtivite; A= absorblanan ışık miktarını;



T= Işığın % kaç geçtiğini gösterir. T= Işığın % kaç geçtiğini gösterir.



Absorptivite 2 faktöre bağlıdır.



1- Maddenin cinsi



2- Dalga boyu



SPEKTRUM: Bir maddenin absorbans değerinin dalga boylarına

karşı grafiğe geçirilmesi ile elde edilen eğrilerdir.



Asitlik Sabiti (Ka) Tayin Yöntemleri



1- Spektrofotometrik



2- Potansiyometrik



3- Kondüktometrik olarak 3 yolla asitlik sabiti tayini yapılabilir.



Spektrofotometrik Asitlik Sabiti Tayini:





, HA maksimum, A

ise minimumdur





, HA minimum, A

ise maksimumdur. Tayin yapılırken 

veya



seçilir.



pH = pKa' + log [A

]/ [HA]



C

/C

= 

- 

/

- 



pH = pKa' + log 

- 

/

- 



pH = pKa' + log A

- A

/A

- A

A=Absorbans, ölçülür.



pH ölçülür; pKa' bulunur (görünür iyonlaşma sabiti)



f

1’e yakın olduğu için



pKa = pKa' – log f

TERMODİNAMİK İYONLAŞMA SABİTİ

 Isosbestik Nokta: İki veya daha fazla maddenin

spektrumlarının kesişmiş olduğu ve bütün spektrumların

geçtiği aynı zamanda da molar absorptivitelerinin

birbirine eşit olduğu noktaya verilen addır.

 Spektrofotometrenin Kısımları:

 1- Işık Kaynağı:

 UV Alanda : 200-400 nm. Hg veya Dötoryum Lambası

 Görünür Alanda: 400-800 nm Tungsten Lamba

 IR Alanda: 800- 25000 nm Nernst Flamanı veya Globar

 2- Dalga boyu ve Frekans Seçiciler

 3- Numune Kabları:

 UV Alanda : Kuvartz küvetler

 Görünür Alanda: Kuvartz veya Cam küvetler

 4- Dedektörler:

 5- Kaydediciler: