Spektralanalytik

  • Absorptionsmaximum von NitritAbsorptionsmaximum von Nitrit
  • Absorptionsmaximum von Nitrit
  • Kalibrierungsgerade
  • Absorptionsspektrum einer Probe und ein Referenzspektrum

Durch die Absorption des Lichtes in einer Probe mittels einer konzentrationsabhängigen Farbreaktion, oder durch die optischen Eigenschaften der Inhaltsstoffe selbst, kann die Differenz der im Photometer gemessenen Intensitäten zur Berechnung der gewünschten Messgrößen verwendet werden.

Transmission und Absorption
Die Transmission T (%) ist das Verhältnis der Lichintensität nach der Probe (I) durch das eingestrahlte Licht (I0): T % = 1/10 x 100 %
Die Absorption oder Extinktion ist die Abnahme der Lichtintensität: Absλ = - log (T)

Konzentration
Die Konzentration einer zu messenden Substanz wird anhand einer Kalibrierungskurve bestimmt. Diese wird durch die Messung einer Verdünnungsreihe aus einem Standard der zu messenden Substanz mit bekannter Konzentration erstellt. Moderne Photometer errechnen aus den einzelnen Messungen einer Verdünnungsreihe die Kalibrierkurve und geben dann die Konzentration der Probe automatisch an. Manche Geräte haben Kalibrierungskurven ab Werk vorprogrammiert. Früher trug man die mit der Verdünnungsreihe gemessenen Extinktionswerte der einzelnen Konzentrationen auf Millimeterpapier auf und legte eine Gerade durch die Messwerte. Nun kann eine unbekannte Probe gemessen werden und der entsprechende Extinktionswert wird auf der Geraden eingetragen. Die Konzentration muss dann nur noch abgelesen werden.

Absorptionsmaxima
Viele Substanzen absorbieren Licht. In welchem Wellenlängenbereichen sie besonders stark absorbieren, kann man mit dem Photometer bestimmen. Es wird der gesamte Spektralbereich, den das Gerät anbietet, gescannt, wobei ein oder mehrere Maxima identifiziert werden. Bei diesen Maxima liegt die optimale Messwellenlänge für die Konzentrationsbestimmung. Ein Vergleich eines solchen Spektrums mit einer im Gerät gespeicherten Referenzspektrendatenbank kann auch in der Qualitätskontrolle in Warenein- oder -ausgang zur Analyse eingesetzt werden.

Multiwellenlängen-und Mehrfachmessungen
Aus der Möglichkeit, mehrere Messungen miteinander zu verrechnen, ergeben sich Möglichkeiten zu komplexeren analytischen Aufgaben als durch eine einzelne Messung. Man kann die Veränderungen der optischen Eigenschaften über die Zeit oder über verschiedene Wellenlängen bestimmen. So kann man aus einer Reihe von Konzentrationsmessungen die Umsatzraten einer Reaktion in Abhängigkeit von der Temperatur oder zugeführten Substanzen bestimmen. Die Messung der gleichen Probe mit mehreren Wellenlängen wird in der Qualitätssicherung eingesetzt.

Die Farbe des Weines
Die Farbe des Weines ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Sie wird aus mehreren Komponenten gebildet. Neben Chlorophyll, Tanninen und Carotinoiden sind Anthocyanidine farbgebende Pigmente der Traube. Anthocyanidine liegen meist glykosydisch gebunden als Anthocyane vor. Der Anthocyangehalt ist abhängig von der Rebsorte und der Weinherstellung insbesondere der Gärungsbedingungen und der Lagerung. Die Farbkomponenten bestimmen während der Gärung und Lagerung die Farbe des fertigen Weins.
Es wird zwischen der Farbintensität (Farbstärke) und der Farbnuance (Farbton) unterschieden. Die Farbstärke besteht aus der Summe der Rot-, Braun- und Blaukomponenten (I = E 420 nm + E 520 nm + E 620 nm (I ist dimensionslos mit 3 Dezimalen)), während der Farbton aus dem Verhältnis der Farbkomponenten besteht (N = E 420 / E 520 (N ist dimensionslos mit 2 Dezimalen))

 

Dieser Artikel ist Zusatzmaterial für Folge 2 des Photometrie-Kompendium.

 

Alle Materialien zur Folge 2 finden Sie hier.

 

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