こんにちは！
Thinkです。
これまで、環境計量士(濃度関係)(以下環境計量士と略す)の国家試験合格の体験談として、問題の解き方について記事を書いてきました。
試験まで2か月を切りましたが、既に問題集を何回も勉強されているかた、なかなか時間が取れなくて勉強できていないかた、さまざまな方がいらっしゃると思います。
今回は、なかなか時間が取れなくて勉強できていない方のために、これから複数回に分けて機器分析について、ざっくり説明します。
もちろんきっちりと原理から説明するのが一番ですが、すべて書くと辞典のような文字数になってしまうので「詳しい説明は省くが、こうゆう分析できる」のようなざっくりとした感じに説明します。
今回は吸光光度計について概要を説明します。
ぜひ読んでみてください。
①吸光光度計とは？
原理：物質は特定の波長の光を吸収する。という性質を利用します。
例えば、赤色のリンゴを想像してみると、これはリンゴに当たった白色光のうち、赤以外の光が吸収され、赤色は吸収されずに反射して、我々の目に届き、「赤色だ」と認識しています。
このように、物質は光を吸収する性質があり、吸光光度計はこの性質を利用して分析します。
②色と波長の関係
美術の授業で習ったことがあるかもしれませんが、人間の目は光の三原色付近の色しか認識できません。
もっと詳しく説明しますと、光は電磁波の一種で、その中の人の目で見ることができる波長しか認識できず、その領域の事を可領域といいます。
そして、波長が小さくなればなるほどその光が持つエネルギーが大きくなります。
ちなみに人間は、可視域しか見えませんが、他の動物は異なる可視域をもっています。
分光光度計では、可視域以外領域の波長も使用して分析します。
人間の目では透明に見える液体があったとしても、紫外線を当てると吸収していることがあるからです。
③吸光光度計の原理
物質が光を吸収することを利用すると書きましたが、実際にそれをどのように利用するのか書いていきます。
まずは、測定したい物を何等かの溶媒に溶かして、試料溶液とします。
以上の事からランベルト・ベールの法則により、層長が一定であれば吸光度と濃度の間には比例関係があることを示しています。
④実際の測定の仕方
吸光度と濃度が比例関係を持つため、測定対象物質の濃度が既に分かっている溶液(=標準溶液)があれば、濃度未知の試料溶液の吸光度と標準溶液の吸光度を比較して濃度を算出することができます。
標準溶液は市販されている物を使います。
もし市販されていない物を使用する場合は、自分で精製・純度確認し、純度が高い物を作製します。(ただし環境計量士の場合は、トレーサビリティがとれていないとダメなので、基本的に市販の物を使用します。自分で精製するのは実験データを取ったりする場合です)
⑤測定対象物質が吸収する波長をどうやって調べるか？
⑥まとめ
今回は、吸光光度計の原理と、どのように分析するかの一例を書きました。
実際には、試料中の測定対象外の物質の影響を受けたりするため、測定対象物質のみを選択的に検出しやすくするように他の物質と反応させたり、測定対象物質のみを分離したうえで分析しますが、今回は割愛しました。
また、本来であれば数式は斜体になってたりしなければなりませんが、その点もご容赦ください。
試験勉強の参考としていただけますとありがたいです。