Colorimetrie en scheidingsmethoden

• New lesson editor
• Scheikunde
• HBO
• Studiejaar 2

Colorimetrie

Inleiding

Elektromagnetische straling

• Een oscillerende elektrische en magnetische verstoring die door de ruimte gaat met de snelheid van het licht (c) 3.108 ms-1

• Een stroom fotonen met stralingsenergie

• Gedefinieerd door frequentie of golflengte

• Heeft effect op:
  toestand van elektronen,
  vibraties en rotaties in moleculen

Energie

h = constante van Planck

f = frequentie (nu)

λ = golflengte

Fotonen hebben stralingsenergie hv of 2hv of 3hv (alg. nhv)

 E=h*f (j)

Golflengte - frequentie

Zichtbaar licht

Twee soorten spectroscopie

Emissie:

molecuul zendt straling uit

Absorptie:

invallende straling heeft opeenvolgende frequenties

Aangeslagen toestand

• toestand met een hoger energieniveau dan de grondtoestand.

• bij atomen en moleculen.

• excitatie:

door straling een elektron

naar een hogere schil.

• geen vrije elektron,

het ´deeltje´ blijft neutraal.

Intensiteit (1)

Transmissie:

Intensiteit (2)

Intensiteit van absorptie afhankelijk van:

• aantal “interacterende” moleculen in lichtweg

• waarschijnlijkheid van interactie (afh. v golflengte en stofeigenschappen)

I₀= intensiteit invallende straling

I = intensiteit doorgelaten straling

Ɛ = molaire absorptie coëfficiënt

[A] = concentratie absorberende stof

l = lengte van de cuvet

$$LambertBeer:E=-log\frac{I}{I_0}=ϵ[A]l$$

Lijnbreedte (1)

Spectraallijnen hebben altijd een zekere breedte, ook in de gasfase.

Oorzaken zijn:

• de opvallende lichtbundel is niet ¥ scherp (logisch)

  • Doppler verschuiving (wordt verklaard)

  • ‘lifetime broadening’ (wordt verklaard)

Lijnbreedte (2)

Doppler verschuiving:

ν’= waargenomen frequentie

s = snelheid

c = lichtsnelheid

…als de bron van de straling met een snelheid s bij de ontvanger vandaan beweegt.

roodverschuiving

Lijnbreedte (3)

Doppler verschuiving geeft

Gaussisch verbrede lijn.

Reden is dat moleculen hoge snelheden in alle richtingen in een gas bereiken en daardoor een

zgn. Maxwell-Boltzmann-verdeling krijgen.

• Afkoelen helpt bij gassen om de verbreding te verminderen

breedte op halve hoogte:

δλ is de breedte op halve hoogte

M = de molecuulmassa

Klassieke scheidingsmethoden

Je moet ze allemaal kunnen benoemen en weten waarom de scheiding plaatsvind en kunnene beargumenteren waarom de ene beter is dan de andere.

Bij destillatie heb je te maken met een azeotropisch mengsel: