UV-VIS-Spektroskopie und ihre Anwendungen

Die UV-VIS-Spektroskopie stellt eine der ältesten Methoden innerhalb der Molekül spektroskopie dar. Mit der endgültigen Formulierung des Bouguer-Lambert-Beer schen Gesetzes im Jahre 1852 war schon früh eine Grundlage für die quantitative Auswertung von Absorptionsmessungen geschaffen worden, die zunächst zur Kolori metrie, dann zur Photometrie und schließlich zur Spektralphotometrie führte. Dieser Weg ging parallel mit der Entwicklung der Detektoren für die Messungen von Lichtintensitäten, d. h. vom menschlichen Auge über das Photoelement, die Photozelle zum Photomultiplier sowie von der Photoplatte zum heutigen Siliziumdiodentarget, die beide eine direkte Aufnahme eines Gesamtspektrums gestatten. Mit der Entwicklung der Quantenchemie rückte der Zusammenhang zwischen Lichtabsorption und Materie sehr stark in den Vordergrund, so daß in den letzten Jahrzehnten eine Reihe ausgezeichneter Darstellungen zur Theorie der Elektronenan regungsspektroskopie (UV-VIS- und Lumineszenz-Spektroskopie) erschienen sind. Dieser äußerst interessante Aspekt der Molekülspektroskopie dominierte dann auch in den meisten Vorlesungen, auch den eigenen. Dabei wurde häufig übersehen, daß neben der Theorie auch die Anwendungsmöglichkeiten der spektroskopischen Metho den für den Naturwissenschaftler von besonderem Interesse sind. Aus diesem Grunde wurde z. B. die Vorlesung zur Elektronenanregungsspektroskopie am Institut für Physikalische Chemie der Universität Düsseldorf durch eine Vorlesung "UV-VIS Spektroskopie und Anwendungen" ergänzt, die somit auch die Grundlage des vorliegenden Buches darstellt. Die UV -VIS-Spektroskopie verdankt ihre Bedeutung nicht zuletzt den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten in der Chemie, Physik und Biochemie.

1 Einleitung.- 2 Grundlagen.- 2.1 Das Bouguer-Lambert-Beersche Gesetz und seine praktische Anwendung.- 2.2 Photophysikalische Primärprozesse.- 2.3 Schwingungsstruktur der Elektronenspektren.- 2.4 Elektronenspektren und Molekülstruktur.- Literatur.- 3 Photometer und Spektralphotometer.- 3.1 Photometer.- 3.2 Spektralphotometer.- 3.3 Der Falschlichtfehler.- Literatur.- 4 Analytische Anwendung der UV-VIS-Spektroskopie.- 4.1 Photometrische Einzelbestimmung.- 4.2 Mehrkomponentenanalyse.- 4.3 Identifizierung und Strukturbestimmung.- Literatur.- 5 Spezielle Methoden der UV-VIS-Spektroskopie.- 5.1 Doppelwellenlängenspektroskopie.- 5.2 Derivativspektroskopie.- 5.3 Reflexionsspektroskopie.- 5.4 Photo-Akustik-Spektroskopie.- 5.5 Lumineszenzanregungsspektroskopie.- Literatur.- 6 Untersuchung von Gleichgewichten.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Protolytische Gleichgewichte; pK-Werte.- 6.3 Komplexbildungsgleichgewichte.- Literatur.- 7 Untersuchung der Kinetik chemischer Reaktionen.- 7.1 Grundgleichungen der Kinetik.- 7.2 Zahl der linear unabhängigen Teilreaktionen.- 7.3 Auswertung kinetischer Messungen.- 7.4 Beispiele.- 7.5 Schnelle Reaktionen.- 7.6 Photoreaktionen.- Literatur.- 8 Spezielle Auswertung von UV-VIS-Spektren.- 8.1 Oszillatorenstärke und Übergangsmomente.- 8.2 Bandenanalyse.- 8.3 Schwingungsstruktur.- Literatur.- Verzeichnis der dargestellten Absorptionsspektren.