Spektroskopi

Spektrometre ve spektrofotometre arasındaki temel fark, spektrofotometrenin bir spektrometre içermesi ve ayrıca numune aydınlatması için bir ışık kaynağı bulundurmasıdır. Spektrometre, elektromanyetik spektrumun belirli bir bölümü üzerinde ışığın özelliklerini ölçerek materyalleri belirlemek için kullanılan bir araçtır. Her iki cihaz da genellikle astronomi ve bazı kimya dallarında kullanılır.

Spektroskopi ve spektrometri arasındaki temel farklar şunlardır: Spektroskopi, elektromanyetik radyasyonun madde ile etkileşimini inceleyen bir bilim dalıdır. Spektrometri, belirli bir spektrumun ölçümünü içeren, spektroskopinin pratik bir uygulamasıdır. Ortak özellikler: Her iki terim de ışık kaynakları ve dedektörler gibi benzer bileşenleri kullanır. Genellikle kimya, biyoloji, fizik gibi alanlarda aynı bilimsel amaçlara hizmet ederler.

Elementler çeşitli yöntemlerle ayrıştırılabilir: Kimyasal Ayırma: Elementlerin farklı kimyasal reaksiyonlara girme eğilimlerinin kullanılması. Fiziksel Ayırma: Fiziksel yöntemler, elementlerin fiziksel özelliklerini değiştirerek ayrıştırılmasını sağlar. Nükleer Ayırma: Nükleer reaksiyonlar, elementlerin nükleer özelliklerini değiştirerek ayrıştırılmasını sağlar. Elektrokimyasal Ayırma: Elektrotlar üzerindeki reaksiyonlara dayanarak elementlerin ayrılması (elektroliz, elektroanaliz, elektroforez). Gravimetrik Ayırma: Elementlerin kütle farklarına dayanarak ayrıştırılması. Kromatografik Ayırma: Bileşenlerin bir taşıyıcı ortam üzerinde ayrılması (gaz kromatografisi, sıvı kromatografisi). İyon Değişim Ayırma: Elementlerin iyonik özelliklerine göre ayrıştırılması. Spektroskopik Ayırma: Elementlerin spektral özelliklerinin kullanılması (atomik emisyon spektroskopisi, kütle spektrometrisi). Ayrıca, ısı ve elektrik enerjisi gibi özel yöntemler de bileşiklerin ayrıştırılmasında kullanılır.

Spektropotometre ve spektrometri aynı değildir. Spektrometre, elektromanyetik spektrumun belirli bir bölümü üzerinde ışığın özelliklerini ölçerek materyalleri belirlemek için kullanılan bir araçtır. Dolayısıyla, tüm spektrofotometreler bir spektrometre içerir, ancak birçok analitik alet de spektrometrelerle donatılmıştır.

AAS (Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi) cihazı şu şekilde çalışır: 1. Numune Hazırlığı: Analizi yapılacak elementin çözeltisi hazırlanır. 2. Örnek İletimi: Numune, yükseltgen gaz karışımı ile bir alev içine veya grafit fırınına gönderilir. 3. Atomizasyon: Fırında gaz haline getirilen atomlar, katot lambasından gelen ışın demetine maruz kalır. 4. Işığın Absorplanması: Temel enerji düzeyinde bulunan atomlar, UV ve görünür bölgedeki ışığı absorplar. 5. Ölçüm: Absorplanan enerji, ortamdaki element konsantrasyonu ile orantılıdır ve bu değer dedektör tarafından ölçülerek konsantrasyon olarak değerlendirilir. AAS cihazı, düşük seviyelerdeki elementlerin (ppm ve ppb) miktarını belirlemek için kullanılır.

AAS (Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi), sıvı çözeltideki metal elementlerin derişimini belirlemek için kullanılan bir tekniktir. AAS yönteminin temel özellikleri: İlke: UV ve görünür bölgedeki ışığın, serbest atomlar tarafından absorplanarak temel halden uyarılmış hale geçmesi sonucu absorplanan miktarın ölçülmesi. Kullanım Alanları: Farmakoloji, biyofizik, toksikoloji, çevre, kimya, petrokimya, yiyecek ve içecek, ilaç sektörleri. Avantajlar: Yüksek doğruluk, hassasiyet, spesifiklik, otomasyon ve bilgisayar desteği. Dezavantajlar: Numune hacminin büyüklüğü ve bazı girişim sorunları. AAS, ilk kez 1953 yılında Alan Walsh tarafından geliştirilmiş ve 1959 yılında ticari olarak ilk cihazı üretilmiştir.

Maddenin iç yapısı, mikroskop veya büyüteç gibi araçlarla gözlemlenebilir. Maddenin iç yapısı hakkında bilgi edinmek için yapılan bazı deneyler şunlardır: Maddenin Halleri Deneyi. Alüminyum Folyo Deneyi. Maddenin tanecikli yapısı hakkında bilgi veren bazı kaynaklar şunlardır: YouTube. Online Kids Academy. yelda44.wordpress.com.

3300 cm⁻¹'de keskin bir IR piki, birincil aminlerin (1° aminler) N-H bağına işaret eder. İkincil aminler (2° aminler) bu bölgede tek bir pik verirken, üçüncül aminler (3° aminler) N-H bağı içermedikleri için bu bölgede soğurma yapmazlar.

254 ve 366 nm dalga boylarında absorbans veren maddeler şunlardır: DNA ve RNA (nükleik asitler). Mekanik hamur bazlı kağıtlar.

Basit formül (kaba formül) bulmak için: 1. Bileşikteki elementlerin atom sayıları en küçük tam sayılarla ifade edilir. 2. Örneğin, karbon ve hidrojenden oluşmuş bir bileşikte hidrojen atomlarının karbon atomlarına oranı 2 ise, bu bileşik CH2, C2H4, C3H6 gibi molekülleri temsil edebilir. Molekül formülü bulmak için: 1. Bileşiğin molekül kütlesi, basit formülün kütlesine bölünür. 2. Bu sayede basit formülün hangi katsayı ile çarpılacağı bulunur. 3. Basit formül bu katsayı ile çarpılır. Örnek: HO basit formülü ve molekül ağırlığı 34 g/mol ise, bileşik formülü şu şekilde bulunur: 1. Basit formülün formül ağırlığı FA(HO) = 16 + 1 = 17 g/mol'dür. 2. (17 g/mol) × (n) = (34 g/mol) olduğundan, n = 2 olur. 3. Dolayısıyla, basit formül (HO)n şeklinde yazılır ve bileşik formülü (HO)2 yani H2O2 olarak bulunur.

Aminlerin NMR spektrumunun yorumlanması şu şekilde yapılabilir: Proton NMR spektrumu. 13C NMR spektrumu. NMR spektrumunun yorumlanması için aşağıdaki bilgiler de dikkate alınabilir: NMR spektrumunda kaç çeşit proton olduğu. Sinyal gruplarının yerlerinin protonun türünü (aromatik, alifatik, olefinik) göstermesi. Sinyal gruplarındaki yarılmaların komşu gruptaki proton sayısını ve bağ özelliğini vermesi. Sıcaklık değiştirilerek moleküldeki süreçlerin belirlenebilmesi. Sinyal gruplarının altında kalan alanların integrasyonunun, protonların sayıları hakkında bilgi vermesi. NMR spektrumunun yorumlanması uzmanlık gerektirdiğinden, bir uzmana danışılması önerilir.

C13 NMR spektroskopisi, karbon-13 izotopunun nükleer manyetik rezonans spektroskopisidir. Özellikleri: Sinyal zayıflığı. Pik alanlarının orantısızlığı. Komşu karbonların etkisi. Proton eşleşmeli ve eşleşmesiz spektrumlar. Kullanım alanları: Organik ve organometalik bileşiklerin karakterizasyonu. Molekülün iskeleti hakkında bilgi verme. Karmaşık karışımlardaki moleküllerin tanımlanması.

FTIR (Fourier Transform Infrared) spektroskopisinde pikler, maddelerin yapılarındaki kimyasal bağların titreşim frekanslarını gösterir. Bazı yaygın fonksiyonel gruplar ve pik aralıkları: 3200 – 3600 cm⁻¹: Geniş ve kuvvetli OH (alkol, fenol). 2850 – 3000 cm⁻¹: Sivri ve kuvvetli C-H (alkan). 1700 cm⁻¹: Sivri ve kuvvetli C=O (karbonil). 1600 – 1650 cm⁻¹: Orta ve sivri C=C (alken, aromatik). 1000 – 1300 cm⁻¹: Orta C-O (eter, alkol). Piklerin yorumlanması, aşağıdaki adımları içerir: 1. Piklerin yerlerinin belirlenmesi. 2. Karşılık geldiği fonksiyonel grubun tespit edilmesi. 3. Pik şiddeti ve şekline bakılarak yorum yapılması. 4. Veri tabanı veya referans spektrumlarla karşılaştırılması.

NMR (Nükleer Manyetik Rezonans) ve IR (İnfrared) spektroskopi arasındaki temel farklar şunlardır: İncelenen Olgu: NMR, moleküller içindeki atom çekirdeği tarafından üretilen radyo frekansı elektromanyetik sinyallerini algılar. IR, moleküllerin kızılötesi radyasyonu absorbe ettiklerinde gerilip bükülerek titreşimler yapmasını inceler. Kullanım Alanı: NMR, bileşiklerin yapısını tespit ederken numunenin içeriğini ve saflığını belirlemede kullanılır. IR, genellikle bir moleküldeki belirli fonksiyonel grupların varlığını tespit etmek için kullanılır. Spektrum Aralığı: IR spektrumu, 12800-10 cm-1 aralığını kapsar; "yakın kızılötesi", "kızılötesi" ve "uzak kızılötesi" olarak üç kısımda incelenir. NMR, elektromanyetik spektrumun belirli bir frekans bandında çalışır. Numune Hazırlığı: IR analizinde, katı numuneler için KBr pelet oluşturulması veya ATR penceresine uygulanması gerekir. NMR için numune hazırlığı genellikle daha basittir.

Kalibrasyonda kullanılan dalga boyu, yapılan ölçümün türüne ve kullanılan cihaza göre değişiklik gösterebilir. Bazı kalibrasyon süreçlerinde kullanılan dalga boyları: Spektrofotometrik kalibrasyon. Çok değişkenli kalibrasyon yöntemleri. Kalibrasyon için kullanılacak dalga boyunun seçimi, genellikle zaman alıcı ve zor bir süreç olabilir.

Spektroflorimetri ve spektrometrik yöntem arasındaki temel fark, kullanılan prensip ve ölçüm türündedir: Spektroflorimetri, çok atomlu floresan moleküllerin foton emisyonu yoluyla enerji seviyelerini düşürerek daha yüksek enerji seviyelerinden temel duruma geçişini ölçer. Spektrometrik yöntem ise, genel olarak maddenin ışıkla etkileşimini inceleyerek konsantrasyon veya kimyasal özellikleri belirleme yöntemlerini kapsar. Özetle, spektroflorimetri belirli bir enerji geçişine odaklanırken, spektrometrik yöntem daha geniş bir ışık etkileşimi analizini içerir.

Moleküler fenerlerin çalışma prensibi, farklı türlerine göre değişiklik gösterebilir: Yeşil floresan protein (GFP). Moleküler işaret fenerleri. Lehim lambaları (kaynak fenerleri).

O-H titreşim frekansı, alkoller ve asitler için 3600-3300 cm-1 aralığında bulunur.

Bakır grafik analizi yapmak için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir: Teknik analiz: Trendler, hareketli ortalamalar, çeşitli indikatörler ve fiyat grafiğinde görülen formasyonlar gibi araçlar kullanılarak bakır fiyatları yorumlanabilir. Piyasa uzmanlarının yorumları: Güncel olaylar, ekonomik veriler ve jeopolitik gelişmeler gibi faktörlere dayalı olarak piyasanın genel durumu hakkında uzman yorumları takip edilebilir. Bakır grafik analizi yaparken küresel ekonomik durum, arz ve talep dengesi, jeopolitik olaylar ve döviz kurlarındaki dalgalanmalar gibi faktörlerin bakır fiyatlarını etkileyebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Bakır grafik analizi yapmadan önce bir finansal danışmana başvurulması önerilir.

Raman spektroskopisi, moleküler titreşimleri ölçmek için kullanılan bir spektroskopi yöntemidir. Raman spektroskopisinin bazı özellikleri: Çalışma prensibi: Tek renkli bir ışık kaynağı (örneğin, lazer) moleküllerle etkileşime girer ve bu etkileşim sonucunda lazer fotonlarının enerjisi değişebilir. Kullanım alanları: Adli tıp, malzeme bilimi, tıbbi teşhis ve kimyasal sentez gibi çeşitli alanlarda kullanılır. Avantajları: Numuneye zarar vermez, kimyasal reaktif gerektirmez ve su veya nemden etkilenmez. Dezavantajları: Pahalı bir yöntemdir ve renkli numuneler lazer ışığını absorbe ederek yanabilir.