تمتص الجزئيات المختلفة (البروتينات، الكاربوهيدرات، الأحماض النووية والدهون وغيرها) الضوء وإن أطوال الأمواج التي تقوم بهذا الامتصاص وكفاءة هذا الامتصاص تعتمد على كـــل تركيب الجزيئة ومحيطها.

النظرية البسيطة لامتصاص الضوء من قبل الجزيئات:

يتكون الضوء بقدر ما يتعلق الأمر بالموجة من إشعاع كهرومغناطيسي Electromagnetic radiation (عبارة عن تبادل بين مجال كهربائي ومجال مغناطيسي حيث لكلا المجالين نفس التردد ويكونان عمـــوديين على بعضهما) والأشعة الكهرومغناطيسية يمكن تعريفها بأنها عبارة عن منطقة في الأشعة الكونية (الشكل 13-1) تمتد في منطقة أمواج الراديو وتشمل هذه المنطقة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء والرنين النووي المغناطيسي ويرافق أطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية انتقالات بين مستويات الطاقة الالكترونية.

وتتمثل طاقة الموجة بالمعادلة الآتية:

اذ تمثل : h= ثابت بلانك.

C = سرعة الضوء وتساوي   20998x10⁸ م / ثانية.

λ= الطول الموجي ووحدته المتر وتساوي 10 مايكرون (u) = نونانوميتر nm .

ν= التردد ويمثل عدد الموجات أو الدوائر التي تحدث في الثانية الواحدة و الهرتز Hertz

حيث الهرتز Hz الواحد - دورة / ثانية واحدة.

وعندما يصطدم الضوء بالجزيئة يتشتت بعض منه يتغير اتجاهه) ويمتص (طاقته تنتقل الى الجزيئة) وينفذ الجزء المتبقي وان الاحتمال النسبي لحدوث كل عملية تعبر عن صفة دقيقة للجزيئية التي تم تصادمها. وعندما يتم امتصاص طاقة الضوء الكهرومغناطيسية يطلق على الجزيئة تلك بالمتهيجة والحالة تسمى بحالـــــة التهيج Excited state وان بعضاً من الضوء سوف يمتص أي ان بعضاً من الأطوال الموجية تمتص والبعض الأخر لا يتأثر تماماً.

ان احتمالية الامتصاص بطول موجي معين هي عبارة عن صفة معامل الامتصاص الجزيئي لطول تلك الموجة وقد وجد بأنه يمكن الاستفادة من قانون لامبرت قابلية المادة على امتصاص الضوء تتناسب طول المسار الضوئي) وقانون بير (قابلية المادة على امتصاص الضوء تتناسب مع تركيز المــادة) وعنـــد دمــج القانونين يتم الحصول على قانون بير - لامبرت Beer-Lamberte low :

علماً أن :

A = الامتصاصية أو الكثافة الضوئية.

 οI = شدة الضوء أو الشعاع الساقط.

I = شدة الضوء أو الإشعاع النافذ.

ε = معامل الامتصاص المولاري Molar absorptive or Extinction coefficient وله وحدة لتر / مول . سم والذي يعتمد على نوعية المركب ودرجة الحرارة والطول الموجي .

I = عرض خلية النموذج (والتي غالباً تكون 1 سم).

c = تركيز المحلول مول / لتر .

ان قيمة الامتصاصية لمركبات الكيمياء الحياتية في الأجهزة المستخدمة لقياس الامتصاصية عند منطقة الأشعة فوق البنفسجية والمرئية يجب ان لا تكون أكبر من واحد وذلك لحدوث تشتت للضوء الساقط علـــى النموذج نتيجة للتركيز العالي وعليه يجب تخفيف النموذج قبل عملية القياس إن اغلب الجزيئات الحياتية المستخدمة في عمليات الفصل والتقدير لمركبات مختلفة تقع ضمن المنطقة المرئية وفوق البنفسجية إذ ان سبب استخدام هذه الأجهزة بشكل واسع في مختبرات الكيمياء الحياتية وذلك لرخص ثمنها نسبة الى بقيـــة

الأجهزة الأخرى وكذلك لحساسية وانتقائية الجهاز في تقدير كميات ضئيلة من مركبات الكيمياء الحياتية. ان المنطقة المرئية Visible تمتد في الأشعة الكهرومغناطيسية من 400-700 نانوميتر ((Nanometer (nm) وسميت مرئية لان محاليلها تكون ملونة في أجهزة القياس والتي تعطي ألواناً مختلفة من اللون الأحمر الى اللون البنفسجي، والمنطقة فوق البنفسجية (UV) تقع من 180-400 نانوميتر وتكـــــون محاليلها عديمة اللون (الشكل 1-13).

ان أجهزة المطياف المرئي وفوق البنفسجي على اختلاف تصاميمها الشكل (2-13 ) إلا إنها جميعها تتكون من مصدر الضوء لاختيار الحزمة الضوئية والمحلل للحزمة الضوئية المفرق Monochromator) وموقع خلية القياس Cell compartment وكاشف الضوء والمقياس أو المسجل لقياس الحاصل (الناتج) من الكاشف (الشكل 3-13).

ويطلق على بعض أجهزة الطيف بالمطياف ذي الشعاع المزدوج Double beam spectrophotometer والذي يتم فيه قياس الامتصاصية للعينة والمذيب في نفس الوقت في خلايا منفصلة) ويتم طرح القيمتين آليـــاً وفي كل طول موجي، ويتم بعدها وضع الخليتين في المكان المخصص لهما في المطياف ويمر خلالهما حزمتان متساويتان من الأشعة إذ يسجل المطياف الامتصاصية على إحداثي عمودي أمـا الطــول المــوجي فيكون بإحداثي أفقي. ان هذه الأجهزة غالية نوعاً ما إلا أنها ضرورية في حالة إجراء تحاليل طيفية لعــــدد كبير من العينات.

مواضيع ذات صلة

الشكل الوضعي للسكريات الأحادية configuration of monosaccharides

نظام استخلاص الجزئيات البسيطة

اختيار الطور الجديد وعدد مرات الاستخلاص

ميكانيكية الاستخلاص

طبيعة الصنف المستخلص

الاستخلاص بالمذيب

امتصاص الشعاع الكهرومغناطيسي وطيف الامتصاص

الطرق الكيميائية الطيفية في التحليل.

طبيعة الكيمياء التحليلية

التحليل بالحقن الجرياني المتقطع Batch flow injection analysis

الحقن الجرياني متعدد التخفيف Multi-commutation in FIA

التحليل بالحقن المتعاقب Sequential Injection Analysis