تُعد المطيافية فوق البنفسجية–المرئية (UV–Visible Spectroscopy) من التقنيات الأساسية في الكيمياء التحليلية، وتُستخدم على نطاق واسع لتحديد تراكيز المواد الكيميائية في المحاليل المختلفة. تتميز هذه التقنية ببساطتها، سرعتها، ودقتها المقبولة، مما يجعلها أداة مهمة في المختبرات التعليمية والبحثية والصناعية. تعتمد هذه التقنية على قياس امتصاص المادة للإشعاع الكهرومغناطيسي ضمن منطقتي الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، والذي يرتبط مباشرة بتركيب المادة وتركيزها.
أولًا: مبدأ عمل تقنية UV–Vis
تعتمد تقنية UV–Vis على امتصاص الجزيئات للإشعاع الضوئي عند أطوال موجية محددة، مما يؤدي إلى انتقال الإلكترونات من مستويات طاقة منخفضة إلى مستويات أعلى. يتم قياس شدة الضوء قبل وبعد مروره خلال العينة، ويُحسب الامتصاص الناتج الذي يتناسب طرديًا مع تركيز المادة وفق قانون بير–لامبرت.
ثانيًا: أنواع أجهزة UV–Vis
1. جهاز الحزمة الواحدة (Single Beam)
يعتمد على مرور شعاع ضوئي واحد عبر العينة بعد معايرة الجهاز باستخدام محلول فارغ (Blank). يتميز ببساطته وقلة تكلفته، إلا أنه يتطلب معايرة متكررة.
2. جهاز الحزمتين (Double Beam)
يعتمد على تقسيم الشعاع الضوئي إلى حزمتين؛ إحداهما تمر عبر العينة والأخرى عبر الـ Blank في الوقت نفسه، مما يزيد من دقة النتائج ويقلل من تأثير تغير شدة الضوء.
ثالثًا: خطوات إجراء التحليل باستخدام UV–Vis
تشغيل الجهاز وتركه حتى يستقر.
اختيار الطول الموجي المناسب للمادة المراد تحليلها.
معايرة الجهاز باستخدام المحلول الفارغ.
وضع العينة داخل الكيوفيت.
قياس الامتصاصية أو النفاذية.
حساب التركيز بالاعتماد على قانون بير–لامبرت أو منحنى المعايرة.
رابعًا: مزايا تقنية UV–Vis
سهولة وسرعة في التحليل.
تكلفة منخفضة مقارنة بالتقنيات المتقدمة.
مناسبة للتحليل الكمي الروتيني.
تحتاج إلى كميات قليلة من العينة.
خامسًا: تطبيقات تقنية UV–Vis في الكيمياء التحليلية
تقدير تركيز المركبات العضوية وغير العضوية.
تحليل الأدوية في الصناعات الدوائية.
قياس الملوثات في المياه.
متابعة التفاعلات الكيميائية.
التحاليل التعليمية في المختبرات الجامعية.
سادسًا: العوامل المؤثرة على دقة القياس
نقاوة المحلول المستخدم.
نظافة الكيوفيت وخلوها من الخدوش.
دقة اختيار الطول الموجي.
استقرار مصدر الضوء.
صحة تطبيق قانون بير–لامبرت.
الخاتمة
تُعد تقنية المطيافية فوق البنفسجية–المرئية من أكثر التقنيات شيوعًا في الكيمياء التحليلية لما تتمتع به من بساطة وسرعة في الحصول على النتائج. وعلى الرغم من وجود تقنيات أكثر تطورًا، فإن UV–Vis ما زالت تمثل أداة فعالة وأساسية في التحليل الكمي والبحث العلمي والتعليم الجامعي.
جامعة المستقبل الأولى على الجامعات العراقية الأهلية