{"id":336,"date":"2018-12-10T08:45:47","date_gmt":"2018-12-10T08:45:47","guid":{"rendered":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/?p=336"},"modified":"2018-12-10T09:57:12","modified_gmt":"2018-12-10T09:57:12","slug":"spektroskopiaa-ke2-kurssilla","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/?p=336","title":{"rendered":"Spektroskopiaa KE2-kurssilla"},"content":{"rendered":"

Uuden opetussuunnitelman my\u00f6t\u00e4 OPS:issa mainittuihin teemoihin nousi ansaitusti spektroskopia. Analyyttisen kemian – niin ep\u00e4orgaanisen kuin orgaanisen analyyttisen kemian – merkitys on suuri kemian teollisuudessa ja kemian tutkimuksessa. Analyyttinen kemia on rakennekemiaa, rikoskemiaa, dopingkemiaa jne. Ymp\u00e4rist\u00f6kemia haastaa jatkuvasti analyyttisen kemian menetelmi\u00e4, haetaan tarkempaa, helpompaa, monipuolisempaa tapaa tunnistaa aineita ja niiden pitoisuuksia.<\/p>\n

Spektrometria vai spektroskopia<\/h3>\n

Noin puolet kemiallisen analyysin mittaustekniikoista perustuvat s\u00e4hk\u00f6magneettisen s\u00e4teilyn ja aineen v\u00e4liseen vuorovaikutukseen. S\u00e4hk\u00f6magneettinen s\u00e4teily voi absorboitua, emittoitua ja sirota aineesta. Eri aallonpituiset s\u00e4teilyt vaikuttavat atomeihin, ioneihin ja molekyyleihin eri tavoin: Lyhytaaltoinen suurenerginen gammas\u00e4teily viritt\u00e4\u00e4 atomin sisimpi\u00e4 elektroneja korkeammille energiatasoille. Gammas\u00e4teily voi my\u00f6s ionisoida hiukkasia ja katkaista atomien v\u00e4lisi\u00e4 sidoksia. Ultravioletti s\u00e4teily viritt\u00e4\u00e4 valenssielektroneja. N\u00e4kyv\u00e4 valon aallonpituuden ja infrapunas\u00e4teily aiheuttavat molekyylien v\u00e4r\u00e4htely\u00e4 sek\u00e4 sidosten venymist\u00e4 ja taipumista. Mikroaaltos\u00e4teily muuttaa molekyylien rotaatiota eli kiertymist\u00e4 ja elektronin py\u00f6rimist\u00e4 oman akselinsa ymp\u00e4ri eli spinni\u00e4. Radioaalloilla h\u00e4irit\u00e4\u00e4n ytimen spinni\u00e4.<\/p>\n

Varhaisimmat menetelm\u00e4t<\/strong> perustuivat valon k\u00e4ytt\u00e4ytymisen havainnointiin, mist\u00e4 juontuu tutkimusalan vanhempi nimi spektroskopia<\/strong> (kreik. skopeion, katsoa). Uudempia tekniikoita nimitet\u00e4\u00e4n yleisemmin spektrometrisiksi menetelmiksi<\/strong> (kreik. metron, mitata). Niiss\u00e4 havaintojen tekeminen perustuu s\u00e4teilyn voimakkuuden tai sen muiden ominaisuuksien mittaamiseen mittalaitteella. Toisinaan spektroskopialla tarkoitetaan yleisesti joukkoa tutkimusmenetelmi\u00e4, joissa hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n s\u00e4hk\u00f6magneettista s\u00e4teily\u00e4 aineiden tutkimisessa, ja spektrometreiksi laitteita, joilla t\u00e4t\u00e4 tutkimusta tehd\u00e4\u00e4n.<\/p>\n

Mit\u00e4 voisimme koulussa spektroskopiasta?<\/h3>\n

Spektrometrit (laitteet, joita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n mittaamiseen ja my\u00f6s spektrien tuottamiseen) ovat yleisesti varsin kalliita laitteita, joten koulumaailmassa ei juurikaan t\u00f6rm\u00e4\u00e4 spektrometreihin. UV-Vis (k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 Vis) -spektrometrit ovat sill\u00e4 rajalla, ett\u00e4 niit\u00e4 voi kouluihin hankkia. Esim. Vernier-laitteisiin lukeutuva spektrometri on noin 400-500 euron hintainen. Laitteen hy\u00f6dynt\u00e4minen sopii erinomaisesti pitoisuuksien m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen.<\/p>\n

UV-Vis-spektroskopia<\/h4>\n

UV-VIS-menetelm\u00e4 sovelletaan metalli-ioneja sis\u00e4lt\u00e4vien n\u00e4ytteiden, kaksoissidoksia sis\u00e4lt\u00e4vien orgaanisten yhdisteiden ja biologisten makronolekyylien analysointiin. Molekyylin virittymisen edellytyksen\u00e4 on, ett\u00e4 yhdisteess\u00e4 on pariton elektroni tai pii-sidoselektroneja. Riitt\u00e4v\u00e4n pitk\u00e4 konjugoitujen kaksoissidosten ketju aiheuttaa absorption n\u00e4kyv\u00e4n valon aallonpituusalueella. Porkkanalle tunnusomainen punertava v\u00e4ri johtuu siit\u00e4, ett\u00e4 beetakaroteenimolekyylin ketjussa on konjugoituneita kaksoissidoksia, jotka aiheuttavat s\u00e4teilyn absorption n\u00e4kyv\u00e4n valon aallonpituudella. Sopiva funktionaalinen ryhm\u00e4 voi saada my\u00f6s suoraketjuisen hiilivetymolekyylin absorboimaan s\u00e4teily\u00e4 UV-alueella (L\u00e4hde: Orbitaali 2 -e-kirja).<\/p>\n

Dimensio-lehdess\u00e4 (3\/2017) oli UV-spektroskopian osalta hieman laajemmin asiaa ja esimerkki kokeellisesta ty\u00f6st\u00e4.<\/p>\n

Massaspektrometria<\/h4>\n

Itse massaspektrometrej\u00e4 tuskin koulun k\u00e4ytt\u00f6\u00f6n saadaan koskaan, sen verran kalliista laitteesta on kyse. Mutta massaspektrien tulkinta on kuitenkin t\u00e4rke\u00e4 asia. Massaspektri, yleens\u00e4, antaa meille yhdisteen (molekyylin) moolimassa. Spektrej\u00e4 l\u00f6ytyy runsaas mm. SDBS-tietokannasta (https:\/\/sdbs.db.aist.go.jp\/<\/a>), mutta my\u00f6s molekyylimallinnusohjelmamme MarvinSketch antaa massaspektrej\u00e4. Massaspektrien tulkinnassa (ja opetuksessa) t\u00e4ytyy olla tarkka, koska tulkinta ei ole aivan yksiselitteinen.<\/p>\n

MarvinSketchin antamissa spektreiss\u00e4 (jotka eiv\u00e4t kyll\u00e4 oikeasti ole kummoisia massaspektrej\u00e4) n\u00e4kyv\u00e4t ns. M+1 ja jopa M+2 viivat. N\u00e4m\u00e4 ovat hiilen C-13 -isotoopin aiheuttamia piikkej\u00e4 spektriss\u00e4. Molekyylin moolimassa on osattava lukea suurimman piikin antamassa pisteest\u00e4.\"\"<\/a><\/p>\n

\"\"Mit\u00e4 isompi molekyyli, sit\u00e4 enemm\u00e4n on mahdollista, ett\u00e4 hiilen raskaampi isotooppi l\u00f6ytyy molekyylist\u00e4<\/a>
\nT\u00e4ss\u00e4 em. SDBS-tietokannata poim\u00edttu massaspektri. Siin\u00e4 n\u00e4kyy my\u00f6s t\u00e4m\u00e4 M+1 -piikki.
\n
\n\"\"<\/a><\/p>\n

T\u00e4ss\u00e4 poiminta Kemian opettajien vertaisryhm\u00e4n Facebook-keskustelusta:
\n\"\"<\/a>
\n(jatkuu)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Uuden opetussuunnitelman my\u00f6t\u00e4 OPS:issa mainittuihin teemoihin nousi ansaitusti spektroskopia. Analyyttisen kemian – niin ep\u00e4orgaanisen kuin orgaanisen analyyttisen kemian – merkitys on suuri kemian teollisuudessa ja kemian tutkimuksessa. Analyyttinen kemia on rakennekemiaa, rikoskemiaa, dopingkemiaa jne. Ymp\u00e4rist\u00f6kemia haastaa jatkuvasti analyyttisen kemian menetelmi\u00e4, haetaan tarkempaa, helpompaa, monipuolisempaa tapaa tunnistaa aineita ja niiden pitoisuuksia. Spektrometria vai spektroskopia Noin puolet […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,17],"tags":[],"class_list":["post-336","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-opetus","category-marvinsketch"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=336"}],"version-history":[{"count":5,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":477,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/336\/revisions\/477"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=336"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=336"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/myllyviita.fi\/kemia\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=336"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}