Ultraviolett spektroskopi, ofta kombinerat med synlig spektroskopi, är en teknik som används i vetenskapliga och industriella laboratorier för att bestämma vilka våglängder av ljus en kemisk lösning absorberar. Denna information gör det möjligt för forskaren att analysera innehållet i provlösningen. Ultraviolett spektroskopi utförs med en speciell enhet känd som en ultraviolett-synlig spektrofotometer.
Ljus är en form av elektromagnetisk strålning – energi som färdas i vågor. Denna typ av strålning kan karakteriseras utifrån dess våglängd. Det totala området för dessa våglängder bildar en skala som kallas det elektromagnetiska spektrumet.
Våglängderna för synligt ljus sträcker sig från cirka 400-750 nanometer. De kortare, högre energivåglängderna som ligger strax utanför det synliga spektrumet, från cirka 10-400 nanometer, klassificeras som ultravioletta. Ultraviolett spektroskopi bestämmer en kemikalies absorbans specifikt i den ultravioletta delen av spektrumet.
När ljus passerar genom en kemisk lösning absorberas en viss mängd ljus och en viss mängd transmitteras – det passerar igenom utan att absorberas. Mängden ljus som absorberas av föreningen kan mätas med en spektrofotometer och kan användas för att bestämma lösningens koncentration. Högre nivåer av absorption indikerar en mer koncentrerad lösning.
Kemiska föreningar absorberar inte bara ljus, de absorberar också ljus vid specifika våglängder. En lösning som verkar grön, till exempel, är att sända gröna synliga våglängder och absorbera rött och blått. Ultraviolett spektroskopi kan mäta absorbans och transmittans bortom det synliga spektrumet, i det ultravioletta området.
En spektrofotometer fungerar genom att rikta en ljusstråle genom en kyvett, eller ett genomskinligt rör, som innehåller provlösningen. Vid ultraviolett spektroskopi måste kyvetten vara gjord av kvartsglas snarare än plast, eftersom plaster tenderar att absorbera ultraviolett ljus. En detektor på andra sidan av kyvetten omvandlar det inkommande ljuset till elektrisk ström, som kan avläsas av elektroniken i enheten.
Dubbelstråle ultraviolett-synliga spektrofotometrar mäter i både det ultravioletta spektrumet och det synliga spektrumet genom att använda två kyvetter, varav en håller provet och den andra innehåller en referenslösning. Det finns också två ljuskällor: en ljuskälla genererar synligt ljus och den andra genererar ultraviolett ljus. En prismakomponent delar upp det inkommande ljuset i två strålar. En stråle matas genom varje kyvett och en detektor läser av resultaten.
Informationen från detektorn används för att generera en graf som plottar våglängd mot absorbans. Toppar i grafen indikerar våglängder som absorberades kraftigt av föreningen. De visar också kvantitativt lösningens totala absorbans.