Im Versuch sollen UV/Vis - und IR – Spektroskopie genutzt werden um unterschiedliche Präparate zu untersuchen. Unter anderem soll auch die zu identifizierende Gruppensubstanz untersucht werden.
UV/Vis - und IR – Spektroskopie sind optische Methoden zur Analytik. Während bei der UV/Vis – Spektroskopie elektronische Übergänge angeregt werden, werden in der IR –Spektroskopie Schwingungsspektren angeregt.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Aufgabenstellung
a) UV/Vis – Spaektrum
b) IR – Spektren
c) Schwingungsbandenlage bei Veränderung der Masse
d) ATR – Technik
e) Rotationsschwingungsspektren von Gasen
f) Quantitative IR – Spektroskopie
3. Durchführung und Auswertung
a) UV/Vis Spektroskopie
b) IR Spektren von unbekannten Substanzen
c) Einfluss der Masse auf die Bandenlage im IR Spektrum
d) IR-Spektren von amorphen Feststoffen – ATR-Technik
e) Rotationsschwingungsspektroskopie von Gasen
f) Quantitative IR-Spaktroskopie
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, durch verschiedene spektroskopische Analysemethoden wie UV/Vis- und IR-Spektroskopie unbekannte Substanzen zu identifizieren, molekulare Strukturen zu bestimmen und den Einfluss physikalischer Parameter auf das Schwingungsverhalten von Molekülen zu untersuchen.
- Identifizierung von chemischen Verbindungen mittels UV/Vis- und IR-Spektroskopie.
- Analyse von Schwingungsbanden bei isotopenmarkierten Substanzen und Validierung von Schwingungsmodellen.
- Untersuchung von Polymeren durch ATR-Spektroskopie zur Materialidentifikation.
- Quantifizierung von Stoffgehalten durch IR-spektroskopische Kalibrierreihen.
- Bestimmung molekularer Kenngrößen wie Bindungslängen und Kraftkonstanten aus Rotationsschwingungsspektren.
Auszug aus dem Buch
e) Rotationsschwingungsspektroskopie von Gasen
Um die Rotationsschwingung von CO Gas zu ermitteln wurde eine Gasküvette mit Rauch einer Filterzigarette befüllt. Zum ansaugen der Zigarette wurde ein Peleusball verwendet. Auf der einen Seite der Küvette wurde eine Zigarette an den Eingang gahalten und angezündet an einem anderen Eingang der Peleusball, so konnte der Rauch in die Küvette gebracht werden. Diese Küvette könnte dann in das IR Spektrum eingesetz werden. Die Messung wurde bei einer höheren Auflösung (ca. 1cm-1) aufgenommen um die Rotationsstruktur erkennen zu können.
Zunächst soll die Rotationskonstante B bestimmt werden, dazu ist es wichtig zu wissen, dass die Rotationssignale energetisch equidistant zueinander liegen. Der Abstand zwischen den einzelnen Signalen beträgt 2B.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Kurze Einführung in die grundlegenden optischen Methoden der UV/Vis- und IR-Spektroskopie zur Probenuntersuchung.
2. Aufgabenstellung: Definition der experimentellen Ziele für die verschiedenen Spektroskopie-Bereiche, inklusive Probenvorbereitung und theoretischer Modelle.
3. Durchführung und Auswertung: Detaillierte Darstellung der durchgeführten Versuche, Datenanalysen, Fehlerbetrachtungen und Ergebniskalkulationen für alle untersuchten Themenbereiche.
Schlüsselwörter
Molekülspektroskopie, UV/Vis-Spektroskopie, IR-Spektroskopie, Lambert-Beersches Gesetz, Extinktionskoeffizient, Schwingungsbanden, Harmonischer Oszillator, ATR-Technik, Rotationskonstante, Quantitative Analyse, Konzentrationsbestimmung, Deuterierung, Bindungslänge, Kraftkonstante, Analytik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit dokumentiert ein Praktikum zum Modul "Molekülspektroskopie", bei dem verschiedene Substanzen mittels optischer Analyseverfahren untersucht wurden.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Themen umfassen die UV/Vis-Spektroskopie, IR-Spektroskopie (inklusive ATR), Rotationsschwingungsspektroskopie von Gasen sowie quantitative Bestimmungsmethoden.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Identifizierung unbekannter Substanzen, die Validierung theoretischer Modelle für Molekülschwingungen und die quantitative Gehaltsbestimmung von Aceton in einer Lösung.
Welche wissenschaftlichen Methoden wurden verwendet?
Es wurden unter anderem das Lambert-Beersche Gesetz, das Modell des harmonischen Oszillators, der starre Rotator sowie Verfahren zur linearen Regression eingesetzt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die praktische Durchführung und Auswertung, wobei vom Lösen der Proben über die Spektrenaufnahme bis zur Fehlerrechnung alle Schritte dokumentiert sind.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie Molekülspektroskopie, IR-Spektroskopie, quantitative Analyse und Schwingungsbanden zusammenfassen.
Wie wurde der Einfluss der Masse auf das Schwingungsverhalten untersucht?
Durch den Vergleich von „normalem“ und deuteriertem Aceton konnte die Verschiebung der Wellenzahlen analysiert und mit dem Modell des harmonischen Oszillators abgeglichen werden.
Was leistet die ATR-Technik in diesem Kontext?
Die ATR-Technik ermöglichte die Untersuchung von amorphen Feststoffen wie Kunststofffolien, die nicht direkt als KBr-Pressling präpariert werden konnten.
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- Katharina Niebergall (Autor), 2015, Analytische Untersuchungen mittels Infrarotspektroskopie, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/441391
