Spektrofotometrik Ölçümler

Konu Anlatımı

Spektrofotometrik Ölçümler

Gıda analizinde ölçülecek özelliğin sayısal bir değere dönüştürülmesi gerekir. Spektrofotometrik ölçümler, bir ışık kaynağından çıkan ışığın numune çözeltisinden geçirilmesiyle oluşan soğurmayı ölçer. Işığın ne kadarının örnekte tutulduğu hesaplanır ve bundan yararlanarak renk değerleri, bulanıklık ile bazı bileşiklerin miktarı belirlenir.

Yöntemin gücü, çok küçük miktarlardaki değişimleri bile ölçebilmesidir. Bunun karşılığında numune hazırlığı, küvet temizliği ve kalibrasyon gibi önlemler eksiksiz uygulanmalıdır. Temiz olmayan bir küvet ya da seçilmemiş dalga boyu sonucu istenen değerden uzaklaştırır.

1. Ne Öğreneceğiz ve Ön Bilgi

Bu bölümde spektrofotometrik ölçümün çalışma ilkesini, cihazın bölümlerini, absorbans ile transmitans ilişkisini, Beer yasasını, kalibrasyon grafiğini, küvet seçimini ve hata kaynaklarını inceleyeceğiz. Ön bilgi olarak ışığın dalga boyu, madde miktarı ile ışık soğurması arasındaki ilişki ve temel mantık bilinmelidir.

Renk, bulanıklık ve zararlı bileşik miktarı gıda analizinde sık ölçülen başlıca özelliklerdir. Şeffaflık kaybı, kararma, pişirme yanığı veya bozulma bu ölçümlerle izlenebilir. Laboratuvar öğrencileri ölçümü yalnızca düğmeye basıp değer okuyarak değil, numuneyi hazırlayan ve sonucu yorumlayan kişi olarak yetişir.

2. Temel Kavramlar ve Sınıflandırma

Spektrofotometre; ışık kaynağı, monokromatör, küvet yuvası, dedektör ve gösterge biriminden oluşur. Işık kaynağı düzenli ışık verir, monokromatör bu ışığı dalga boylarına ayırır ve yalnızca seçilen dalga boyundaki bölümü örneğe iletir. Dedektör ise örnekten geçen ışığın şiddetini ölçer.

Absorbans, gelen ışığın ne kadarının örnekte soğurulduğunun ölçüsüdür. Transmitans ise geçen ışığın gelen ışığa oranıdır. İkisi arasındaki ilişki logaritmik bir bağıntıyla kurulur. Absorbans arttıkça geçirilen ışık azalır; berrak örnek düşük absorbans verir.

Işık yolu, Beer yasasındaki en sık değiştirilen değişkendir. Küvetin optik pencereleri arasındaki mesafe değiştirilirse absorbans aynı oranda değişir. Bu nedenle küvet kalınlığı her ölçümde kayda geçirilir.

3. Basit Örnek ve Adım Adım Çözüm

Bir meyve suyunun şeffaflığı ölçülecektir. İlk olarak küvet iki kez çözeltiyle çalkalanır, sonra numune yavaşça yerleştirilir. Cihazın kapağı kapatılır, ışık yolu ve dalga boyu kaydedilir.

1. Numune homojen hâle getirilir ve bulanıklık ayrıca ölçülür.
2. Küvet çözeltiyle çalkalanıp numuneyle doldurulur.
3. Dalga boyu seçilir ve referans okuması alınır.
4. Okunan değer üç kez tekrarlanır ve ortalama hesaplanır.

Şeffaflık arttıkça geçirilen ışık artar ve okunan absorbans küçülür. Buluk bir meyve suyunda ise ışık saçıldığı için cihaz yüksek okuma verebilir. Bu yüzden bulanıklık ölçümü ile şeffaflık ölçümü ayrı ayrı değerlendirilir.

4. İleri Örnek ve Saha Uygulaması

Kuruma gelen süt partilerinde beyazlık denetimi yapılacaktır. Beyazlık, uzun kırmızı bölgede ölçülen türbidimetrik değerlerle değerlendirilir. Her parti için küvet temizliği, referans okuması ve tekrar ölçümleri kayıt altına alınır.

Parti bazında tutulan analiz kaydı, hangi partinin hangi ölçümle değerlendirildiğini izlenebilir kılar. Denetimde cihaz ayarının, kullanılan dalga boyunun ve küvetin optik yolunun kayıtlı olması istenir.

5. Karşılaştırma Tablosu ve Denetim

Ölçüm kalitesini belirleyen etkenler karşılaştırılabilir biçimde tanımlanmalıdır. Aşağıdaki liste, doğru uygulamanın hangi aşamada bozulabileceğini gösterir.

• Küvet yalnızca yumuşak ıslak bezle silinir, çizilmemelidir.
• Optik yüzeyler ağza yaklaştırılmaz ve buharlandırılmaz.
• Referans çözelti numuneyle aynı çözücüyü içermelidir.
• Işık yolu her ölçümde ayrıca kaydedilir.
• Lamba zayıfladıkça kalibrasyon tazelenir.

Ölçümün tekrarlanabilir olması, aynı numunenin farklı günlerde benzer değer vermesi demektir. Bu nedenle kalibrasyon eğrisi belirli aralıklarla ve cihaz bakımı sonrasında yeniden kurulur. Denetim kayıtları bu tekrarlanabilirliği kanıtlar.

6. Sık Yapılan Hatalar, Özet ve Kendini Dene

En sık rastlanan hata, küvetin önceki numuneden kalan çözeltiyle çalınmadan ölçüme başlanmasıdır. Bu hata okumayı kendiliğinden yükseltir. İkinci sık hata, dalga boyunun analiz edilen bileşik için seçilmemesidir. Üçüncü hata ise kalibrasyon eğrisinin doğrusal olmayan bölgede kullanılmasıdır.

Özetle spektrofotometrik ölçümler; ışığın soğurulmasını ölçen, hızlı ve duyarlı yöntemlerdir. Absorbans ile transmitans logaritmik ilişkilidir ve Beer yasası ölçümü matematiksel olarak tanımlar. Doğru küvet, doğru dalga boyu ve taze kalibrasyon eğrisi birlikte sonucu güvenilir kılar.