หลักการของเครื่อง

UV-VIS Spectrophotometer เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจวัดปริมาณแสงและค่า intensity ในช่วงรังสียูวีและช่วงแสงขาวที่ทะลุผ่านหรือถูกดูดกลืนโดยตัวอย่างที่วางอยู่ในเครื่องมือ โดยที่ความยาวคลื่นแสงจะมีความสัมพันธ์กับปริมาณและชนิดของสารที่อยู่ในตัวอย่าง  ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นสารอินทรีย์ สารประกอบเชิงซ้อนและสารอนินทรีย์ที่สามารถดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นเหล่านี้ได้

คุณสมบัติในการดูดกลืนแสงของสารเมื่อโมเลกุลของตัวอย่างถูกฉายด้วยแสงที่มีพลังงานเหมาะสมจะทำให้อิเล็กตรอนภายในอะตอมเกิดการดูดกลืนแสงแล้วเปลี่ยนสถานะไปอยู่ในชั้นที่มีระดับพลังงานสูงกว่าเมื่อทำการวัดปริมาณของแสงที่ผ่านหรือสะท้อนมาจากตัวอย่างเทียบกับแสงจากแหล่งกำเนิดที่ความยาวคลื่นค่าต่างๆตามกฎของ Beer-Lambert ค่าการดูดกลืนแสง (absorbance) ของสารจะแปรผันกับจำนวนโมเลกุลที่มีการดูดกลืนแสง ดังนั้นจึงสามารถใช้เทคนิคนี้ในระบุชนิดและปริมาณของสารต่างๆที่มีอยู่ในตัวอย่างได้

ส่วนประกอบของเครื่อง UV-VIS Spectrophotometer
1. แหล่งกำเนิดแสง
แหล่งกำเนิดแสงในเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์จะต้องให้รังสีในช่วงความยาวคลื่นที่ต้องการอย่างต่อเนื่องและคงที่ตลอดเวลา รวมทั้งมีความเข้มแสงที่มากพอด้วย  หลอดกำเนิดแสง มีหลายชนิดตามความยาวคลื่นแสงที่เปล่งออกมา ซึ่งต้องเลือกใช้ให้ถูกต้องเหมาะสมกับของเหลวที่นำมาวัดค่าดูดกลืนแสง   

ตัวอย่างแหล่งกำเนิดแสง ช่วง UV   ใช้หลอด H₂ and D₂ lamp ให้ความยาวคลื่นอยู่ในย่าน 160-380 nm ชนิดของสเปกโทรสโกปี UV molecular absorption และช่วง visible ใช้หลอด Tungsten/halogen ให้ความยาวคลื่นในช่วง 240-2,500 nm ชนิดของสเปกโทรสโกปีเป็นแบบ UV/visible/near-IR molecular absorption

2. Monochromator
ส่วนประกอบนี้เป็นส่วนที่ใช้ควบคุมแสงโดยจะทำให้แสงที่ออกมาจากต้นกำเนิดแสง ซึ่งเป็นพอลิโครเมติก ให้เป็นแสงโมโนโครเมติก ซึ่งเป็นแถบแสงแคบๆ หรือมีความยาวคลื่นเดียว ใช้ฟิลเตอร์(กระจกสี) ปริซึม (prism) หรือ เกรตติ้ง (grating)

3.  เซลล์ที่ใช้บรรจุสารละลายตัวอย่าง
เซลล์ที่ใส่สารตัวอย่าง (cell sample) บางครั้งอาจเรียกว่า คิวเวทท์ (cuvettes) รูปแบบที่ใช้กันทั่วไปได้แก่เซลล์ที่ทำด้วยแก้วธรรมดา จะใช้ได้เฉพาะช่วงวิสิเบิล เพราะเนื้อแก้วธรรมดาถูกดูดกลืนแสงในช่วงยูวีได้ และเซลล์ที่ทำด้วยซิลิกา และควอร์ตซ์ (quartz) ใช้ได้ทั้งช่วงยูวีและวิสิเบิล

4. Detector

ทำหน้าที่ในการวัดความเข้มของรังสีที่ถูกดูดกลืนโดยการแปลงพลังงานคลื่นรังสีเป็นพลังงานไฟฟ้าเครื่องตรวจจับสัญญาณที่ดีต้องมีสภาพไวสูง คือแม้ปริมาณแสงจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย ก็สามารถตรวจจับสัญญาณความแตกต่างได้ เครื่องวัดแสงที่ยังนิยมกันอยู่ในปัจจุบัน คือ หลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ (photomultiplier tube, PMT) และเครื่องวัดแสงชนิดซิลิกอนไดโอด (silicon diode detector)

การใช้งาน ใช้ร่วมกับขาตั้ง (stand) ที่ยึดด้วยที่จับแบบวงแหวน (O-ring clamp) โดยการวางตะแกรงลวดลงไปตรงกลาง ด้านบนที่จับแบบวงแหวน และด้านล่างก็ให้ความร้อนด้วยตะเกียงบุนเสน หรือวางตะแกรงลวดลงบน 3 ขา (tripod) ก็ได้เช่นเดียวกัน

ถ้วยระเหยสาร evaporating disk จัดอยู่ในหมวดเครื่องแก้วของห้องปฏิบัติการ ใช้สำหรับทำการระเหยตัวทำละลายออกจากของแข็งที่ผสมอยู่ในตัวทำละลาย โดยปกติแล้วตัวทำละลายที่ใช้ส่วนมากแล้วจะใช้น้ำ การระเหยตัวทำละลายออกก็เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารละลาย หรือระเหยตัวทำละลายออกหมดก็จะได้ของแข็งที่ละลายอยู่ในสารละลาย

การระเหยสารที่อุณหภูมิต่ำ และปริมาตรสารไม่มากสามารถใช้กระจกนาฬิกาแทนได้ เมื่อต้องใช้สารปริมาณมากและอุณหภูมิสูง ที่ใช้กับตะเกียงบุนเสน ก็จะใช้ถ้วยกระเบื้องทนไฟหรือถ้วยระเหยสารแทน หากต้องการเผาสารที่อุณหภูมิมากกว่า 1000 องศาเซลเซียส  จะใช้ถ้วยพลาทินัมที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะ ทนความร้อน เฉื่อยต่อปฏิกิริยา และลดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อน

ปริมาตรของถ้วยระเหยสารมีหลายขนาด ขนาดเล็กอยู่ในช่วง 3-10 มิลลิลิตร ส่วนขนาดใหญ่มีขนาดถึง 100 มิลลิลิตร ลักษณะของถ้วยบริเวณด้านบนจะกว้างกว่าด้านล่าง พื้นที่ของการระเหยมากจึงทำให้ระเหยได้รวดเร็ว จะต่างจากบีกเกอร์หากใช้บีกเกอร์หรือขวดรูปชมพู่ระเหยสาร ตัวทำละลายบางส่วนเมื่อระเหยแล้วจะเกิดการควบแน่นที่ผิวด้านข้างและไหลกลับลงไปในสารละลายได้ ก็จะทำให้ระเหยสารได้ช้าลง

ในปฏิบัติการทางเคมี ใช้ถ้วยระเหยสารในการวิเคราะห์หาปริมาณของของแข็ง เช่น ใช้หาน้ำหนักตะกอนในปฏิกิริยาการตกตะกอน การหาปริมาณของซิลิคอน (Si) ในตัวอย่างสารอินทรีย์