4. Absorption und Streuung

Absorptionsphotometrie (2/6)

Auswertung von Photometerdaten

Haben Sie die Aufgabe auf der vorherigen Seite behandelt, dann wurde sicherlich deutlich, dass die mit dem Einstrahl-Photometer erhaltenen Messwerte nicht ausschließlich vom Absorptionsverhalten der Probe bestimmt werden. Vielmehr gehen auch die Eigenschaften der Lichtquelle, des Monochromators, der Küvette und der Linsen ebenso wie des Detektors in die Daten mit ein. Um diese nicht näher bekannten Größen zu beheben, bietet es sich an, nacheinander zwei Messungen durchzuführen:

  • eine Messung mit dem Lösungsmittel (Referenz)
  • eine Messung mit der zu untersuchenden Substanz, die aus dem absorbierenden Material in dem gleichen Lösungsmittel besteht (Probe)

Bleiben die sonstigen Eigenschaften des Photometers (Lichtquelle, Detektor, optische Justage etc.) unverändert und beschreibt man sie summarisch durch eine Gerätefunktion G, so werden die beiden Messreihen durch die folgenden Gleichungen beschrieben:

I ref =G⋅ I o e − a ref x
I probe =G⋅ I o e − a probe x
Gleichungen ↓

Durch Teilen entfällt sowohl die Gerätefunktion G wie auch die Anfangsintensität Io am Lichteintritt in die Küvette:

I ref / I probe = e −( a ref − a probe )x

Logarithmieren und Umformen ergibt schließlich:

1 x ln( I ref I probe )= a probe − a ref

Das Ergebnis der Datenbearbeitung liefert demnach die Differenz der Absorptionskoeffizienten der Probe und der Referenzflüssigkeit.

Besteht die Probe - wie wir angenommen hatten - aus dem gleichen Lösungsmittel und aus einer darin gelösten Substanz mit dem Absorptionskoeffizienten a, dann gilt a probe =a+ a ref , und es folgt schließlich:

1 x ln( I ref I probe )=a
Wir haben untersucht, wie eine zweifache Messung mit der eigentlich interessierenden Probe und einer Referenzprobe (dem Lösungsmittel) es ermöglicht, die unbekannten Eigenschaften des Photometers aus den Daten zu eliminieren. Im Ergebnis enthalten die Daten dann nur noch die Absorptionseigenschaften der im Lösungsmittel zusätzlich vorhandenen absorbierenden Stoffe.