Spektroskopie S1 Prüfungsfragen an der FHNW - Fachhochschule Nordwestschweiz | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Spektroskopie S1 Prüfungsfragen an der FHNW - Fachhochschule Nordwestschweiz

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Was versteht man unter Quantelung

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Ist die Zerteilung einer Gesammt einheit in kleine Teile. Durch Energie zugabe wird einehöheres Schwingungsniveau erreicht. In einem Quantenmechanischen System können nur bestimmte Energie übertragen bzw Energieniveau erreicht werden. Man benötigtzur Erhöhungalsoeinen wohldefienierten Energiebetrag bzw Quantum. Die Energieniveaus sind also gequantelt.

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Wie kommt die Aufspaltung des Lichte beim Gittermonochromator zustande

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Der Monochromator ist eine optisches Gerät zur Aufspaltung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung nach der Wellenlänge. Bei dem Refelktionsgitter handelt es sich um einen Spiegel, in den in sehr kleinen Abständen (2 mikrom.) parallel laufende Vertiefung eingeätzt sind. Das reflektierende Licht breitet sich kreisförmig von dieser Vertiefung aus. Wegen der Geometrie der Wellen kommt es zur überlappung der Lichtwellen und zu konstruktiver und destruktiver Interferenz. Es kommt zu unterschiedlichen Zonen der Überlappung, welche unterschiedliche Wellenlänge entsprechen. Die Anzahl der aufgetrennten Wellenlänge wird bestimmt durch den Abstand der Vertiefungen.  Je kleiner der Abstand, desto höher die spektrale Auflösung.

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Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, um Totalreflexion zu beobachten

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Das Licht muss einen speziellen Einfallswinkel aufweisen, welcher grösser als der Grenzwinkel sein muss. Ausserdem muss der Übergang von einem Optisch dichteren in einen  optisch dünneres Medium erfolgen. Sie dürfen die elektromagnetische Welle nicht absorbieren. 

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Welche Bereiche eines Infrarotspektrums kann man grob unterscheiden? Skizzieren Sie hierzu ein fiktives Infrarotspektrum und bezeichnen Sie die Achsen korrekt

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IR-Diagramm geht von 4000cm^-1 - 400cm^-1

<1500 = Fingerprint (Gerüstschwingungen)

>1500 = Funktionelle Gruppen und Bindungslängen(Valenzschwingungen)  

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Was versteht man unter einer evanescenten Welle

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Ist die nicht propagierende Welle welche ein wenig in der Probe eintaucht, sich aber nicht ausweitet. Wird für die Messung verwendet. 

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Welche Nachteile bietet die ATR

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Es ist sehr teuer und empfindlich. Hinzu kommt noch, dass die Kristalle nach jeder Anwendung geputzt werden müssen. Es wird nur die Oberste schicht gemmesen, nicht sehr praktisch also für mehrschichtige Stoffe.

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Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit man eine Bande im Infrarotspektrum beobachten kann?

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Das Molekühl muss IR-aktiv sein. Es muss entweder die Valenzschwingung (Bindungslängenänderung) oder die Deformationsschwingungen ( Winkeländerung) aufweissen. Es benötigt einen Dipolmoment deren Schwingung sich verändert während es schwingt.

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Warum ist Wasser im IR ein Problem und welchen Vorteil biete hier die ATR?

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Es verdeckt einen grossen teil in der IR-Bande da sein Dipol-Moment enorm gross ist und IR-Aktiv ist. mit der ATR könnenaungelösste Stoffe gemessen werden.

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Welche Materialien werden für die ATR eingesetzt und warum?

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Diamant,ZnSe und Ge Kristalle. Die Materialien sind sehr Hart und haben, da sie nahe an der Probe angedrückt wird und hohen drücken ausgesetzt wird. Ausserdem sind sie optisch sehr dicht und absorbieren keine elektromagnetischen wellen. ZnSe ist das beste unter den dreien , da es 5-10 Reflektionspunkte aufweist.

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Was versteht man unter ATR?

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ATR = Attenuated Total Reflection => abgeschwächte Total Reflektion. Ist eine Messtechnik für die IR Spektrosopie zur Oberflächenuntersuchung von undurchsichtigen Stoffen( begrenzt durchlässig Flüssigkeiten oder Feststoffen mit Beschichtung im Polymeren, Gummi oder Faserstoffe). Bei der Methode trifft ein wenig Licht an der Grenzfläche als "nicht propagierendes Liucht "heraus und kann für die Messung verwendet werden. Voraussetzung für diese Messtechnick ist , dass das Prisma einen grösseren Brechungswinkel als die Probe aufweisst.

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Welchen Vorteil bietet die ATR gegenüber konventionellen Methoden, Nennen Sie zwei Vorteile

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  • Man kann Proben welche teils undurchsichtig sind messen und kann ausserdem auch Wasser feuchte Proben messen.
  • Die Probenvorbereitung geht schneller da man es nicht in eine Pille pressen muss
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Wie kann man die tetraedische Struktur des Methans erklären

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Das CH4 wird sp3 hybritiesiert. Die 3 gleichen Orbitale haben dann jewils den gleichen abstand von 109.47°. Um den möglicht grossen abstand zu den anderen Orbitallen zu gewehrleisten formen sich die Orbitale Tetraedrisch an.

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Q:

Was versteht man unter Quantelung

A:

Ist die Zerteilung einer Gesammt einheit in kleine Teile. Durch Energie zugabe wird einehöheres Schwingungsniveau erreicht. In einem Quantenmechanischen System können nur bestimmte Energie übertragen bzw Energieniveau erreicht werden. Man benötigtzur Erhöhungalsoeinen wohldefienierten Energiebetrag bzw Quantum. Die Energieniveaus sind also gequantelt.

Q:

Wie kommt die Aufspaltung des Lichte beim Gittermonochromator zustande

A:

Der Monochromator ist eine optisches Gerät zur Aufspaltung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung nach der Wellenlänge. Bei dem Refelktionsgitter handelt es sich um einen Spiegel, in den in sehr kleinen Abständen (2 mikrom.) parallel laufende Vertiefung eingeätzt sind. Das reflektierende Licht breitet sich kreisförmig von dieser Vertiefung aus. Wegen der Geometrie der Wellen kommt es zur überlappung der Lichtwellen und zu konstruktiver und destruktiver Interferenz. Es kommt zu unterschiedlichen Zonen der Überlappung, welche unterschiedliche Wellenlänge entsprechen. Die Anzahl der aufgetrennten Wellenlänge wird bestimmt durch den Abstand der Vertiefungen.  Je kleiner der Abstand, desto höher die spektrale Auflösung.

Q:

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, um Totalreflexion zu beobachten

A:

Das Licht muss einen speziellen Einfallswinkel aufweisen, welcher grösser als der Grenzwinkel sein muss. Ausserdem muss der Übergang von einem Optisch dichteren in einen  optisch dünneres Medium erfolgen. Sie dürfen die elektromagnetische Welle nicht absorbieren. 

Q:

Welche Bereiche eines Infrarotspektrums kann man grob unterscheiden? Skizzieren Sie hierzu ein fiktives Infrarotspektrum und bezeichnen Sie die Achsen korrekt

A:

IR-Diagramm geht von 4000cm^-1 - 400cm^-1

<1500 = Fingerprint (Gerüstschwingungen)

>1500 = Funktionelle Gruppen und Bindungslängen(Valenzschwingungen)  

Q:

Was versteht man unter einer evanescenten Welle

A:

Ist die nicht propagierende Welle welche ein wenig in der Probe eintaucht, sich aber nicht ausweitet. Wird für die Messung verwendet. 

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Q:

Welche Nachteile bietet die ATR

A:

Es ist sehr teuer und empfindlich. Hinzu kommt noch, dass die Kristalle nach jeder Anwendung geputzt werden müssen. Es wird nur die Oberste schicht gemmesen, nicht sehr praktisch also für mehrschichtige Stoffe.

Q:

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit man eine Bande im Infrarotspektrum beobachten kann?

A:

Das Molekühl muss IR-aktiv sein. Es muss entweder die Valenzschwingung (Bindungslängenänderung) oder die Deformationsschwingungen ( Winkeländerung) aufweissen. Es benötigt einen Dipolmoment deren Schwingung sich verändert während es schwingt.

Q:

Warum ist Wasser im IR ein Problem und welchen Vorteil biete hier die ATR?

A:

Es verdeckt einen grossen teil in der IR-Bande da sein Dipol-Moment enorm gross ist und IR-Aktiv ist. mit der ATR könnenaungelösste Stoffe gemessen werden.

Q:

Welche Materialien werden für die ATR eingesetzt und warum?

A:

Diamant,ZnSe und Ge Kristalle. Die Materialien sind sehr Hart und haben, da sie nahe an der Probe angedrückt wird und hohen drücken ausgesetzt wird. Ausserdem sind sie optisch sehr dicht und absorbieren keine elektromagnetischen wellen. ZnSe ist das beste unter den dreien , da es 5-10 Reflektionspunkte aufweist.

Q:

Was versteht man unter ATR?

A:

ATR = Attenuated Total Reflection => abgeschwächte Total Reflektion. Ist eine Messtechnik für die IR Spektrosopie zur Oberflächenuntersuchung von undurchsichtigen Stoffen( begrenzt durchlässig Flüssigkeiten oder Feststoffen mit Beschichtung im Polymeren, Gummi oder Faserstoffe). Bei der Methode trifft ein wenig Licht an der Grenzfläche als "nicht propagierendes Liucht "heraus und kann für die Messung verwendet werden. Voraussetzung für diese Messtechnick ist , dass das Prisma einen grösseren Brechungswinkel als die Probe aufweisst.

Q:

Welchen Vorteil bietet die ATR gegenüber konventionellen Methoden, Nennen Sie zwei Vorteile

A:
  • Man kann Proben welche teils undurchsichtig sind messen und kann ausserdem auch Wasser feuchte Proben messen.
  • Die Probenvorbereitung geht schneller da man es nicht in eine Pille pressen muss
Q:

Wie kann man die tetraedische Struktur des Methans erklären

A:

Das CH4 wird sp3 hybritiesiert. Die 3 gleichen Orbitale haben dann jewils den gleichen abstand von 109.47°. Um den möglicht grossen abstand zu den anderen Orbitallen zu gewehrleisten formen sich die Orbitale Tetraedrisch an.

Spektroskopie S1 Prüfungsfragen

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