Indhold
Spektrofotometri er et uvurderligt værktøj inden for kemi og biologi. Den grundlæggende idé er enkel: forskellige stoffer absorberer lys / elektromagnetisk stråling bedre på nogle bølgelængder end hos andre. Derfor er nogle materialer gennemsigtige, mens andre f.eks. Er farvede. Når du skinner lys af en given bølgelængde gennem en opløsning, jo højere dens koncentration, jo mere lys absorberer det. For at beregne koncentrationen skal du sammenligne din læsning med målinger for standarder for kendt koncentration. Proceduren herunder er en ret generisk procedure skrevet med et kemiundervisningslaboratorium i tankerne, men det kan også ændres til andre indstillinger.
Som altid, når du arbejder i et laboratorium, skal du tage dine beskyttelsesbriller, handsker og langærmet frakke på for at sikre din egen sikkerhed.
Press gummipæren ud for at tømme den for luft, anbring den derefter på toppen af din graduerede pipette, og lad pæren slappe af, så den suger vand op i pipetten. Fjern derefter pæren, og låg toppen af pipetten med din finger; dette vil forsegle pipetten, så løsningen inde ikke strømmer ud, indtil din finger er fjernet. Løft kanten af din finger lidt for at lade en lille opløsning flyde ud af pipetten, indtil du når det ønskede volumen. Øv dig med lidt vand og et bægerglas for at få en fornemmelse af, hvordan den graduerede pipette fungerer. Linket under afsnittet Ressourcer har et filmklip, der viser dig, hvordan du bruger en pipet, hvis du aldrig har arbejdet med en før.
Mærk 5-reagensglas som standard 1-5. Du kan markere dem ved hjælp af maskeringstape og en pen eller ved hjælp af en markør til tør sletning.
Vælg fem koncentrationer til dine standarder. Du ønsker, at standardkoncentrationerne skal adskilles fra hinanden med omtrent det samme interval - f.eks. 0,1 molar, 0,2 molar, 0,3 molar osv. - og i omtrent det samme interval som det, du forventer, at din ukendte vil være. For tiden skal du bruge følgende fem koncentrationer, men husk, at du bliver nødt til at ændre disse, når du udfører dit eget eksperiment:
Standard 1: 0,1 mol. Standard 2: 0,2 mol. Standard 3: 0,3 mol. Standard 4: 0,4 mol. Standard 5: 0,5 mol.
Tag derefter den 1 molære standardopløsning og tilsæt følgende mængder til reagensglas 1-5. Husk, at disse mængder beregnes ved hjælp af de ovenfor anførte koncentrationer, så du kan muligvis ændre dem efter behov, når du udfører dit eget eksperiment.
Standard 1: 0,8 ml Standard 2: 1,6 ml Standard 3: 2,4 ml Standard 4: 3,2 ml Standard 5: 4 ml
Skyl den graduerede pipette, overfør derefter følgende mængder deioniseret vand:
Standard 1: 7,2 ml Standard 2: 6,4 ml Standard 3: 5,6 ml Standard 4: 4,8 ml Standard 5: 4,0 ml
Grundlæggende er ideen at bringe mængden af opløsning i hvert rør op til 8 ml.
Hætt hvert standardrør med parafilm, og vend dem i blanding.
Marker yderligere fem prøverør som "Ukendt 1-5." Tilføj de samme mængder af din ukendte eller testopløsning til hver som du brugte med den 1 molære opløsning til standarderne. Med andre ord vil ukendt 1 indeholde 0,8 ml testopløsning og 7,2 ml vand, ukendt 2 vil indeholde 1,6 ml testopløsning og 6,4 ml vand osv.
Hæld hver af de ukendte med parafilm, og vend omhyggeligt til blanding.
Tænd for spektrofotometret, og lad det varme op. Den nødvendige tid afhænger af modellen og producenten.
Indstil bølgelængden på spektrofotometeret. Bølgelængden afhænger af den kemiske type i dit eksperiment. Antag for tiden 500 nm, men husk, at du bliver nødt til at ændre dette til forskellige eksperimenter.
Kalibrer dit spektrofotometer. Kalibreringsproceduren varierer afhængigt af den enhed, du bruger. For Spectronic 20, en almindelig model i undervisningslaboratorier, skal du først justere maskinen, så den læser "0 procent T", når der ikke er indlæst en kuvette, derefter justeres den, så den læser "100% T", når en tom kuvette indeholder deioniseret kun vand er indlæst. Disse procedurer kan variere afhængigt af den maskintype, du bruger, så se producentens instruktioner for detaljer.
Efter at maskinen er kalibreret, tag standard 1 reagensglas og hæld indholdet i en ren kuvette, indtil de når påfyldningslinjen. Tør kuvetten med en kimwipe for at fjerne fingre eller anden snavs. Indsæt kuvetten i spektrofotometret, og registrer "% T" -læsningen.
Gentag denne procedure for alle 10 prøver. VÆR VISSE for at rense kuvetten mellem prøver for at sikre, at dine resultater er så nøjagtige som muligt.
Tag resultaterne for dine standarder, og indtast dem i et regneark / grafisk program som Excel eller OpenOffice.
Brug regnearksprogrammet til at dele 100 procent med hver af "% T" -værdierne for standarderne og derefter tage loggen over resultatet. Denne beregning giver dig absorbansen. Hvis du indtaster formlen, gør dit regnearksprogram beregningen for dig.
Eksempel: Hvis% T er 50,6, vil formlen, du indtaster i regnearksprogrammet, være som følger:
log (100 / 50,6)
Regnearksprogrammet udfører aritmetikken.
Gør det samme for alle fem ukendte / eksperimentelle værdier.
Graf absorbansværdierne for alle fem standarder med koncentration på x-aksen og absorbansen på y-aksen. Brug regnearksprogrammet til at passe en lineær ligning til denne graf. Ligningen har formen y = mx + b. De fleste regnearksprogrammer har en lineær regressionsfunktion. Se brugermanualen til dit regnearksprogram for detaljer om, hvordan du bruger den lineære regressionsfunktion.
Tag ligningen for den bedst egnede linje fra dit regnearksprogram, og løs den for y ved at trække b fra begge sider og dele begge sider med m. Resultatet ser ud som følger:
(y - b) / m = x
hvor b og m er værdier, der findes i dit regnearksprogram.
Kontroller dine absorbansværdier for de ukendte, og vælg tre, der falder omkring i det samme interval som standarderne. Brug disse tre absorbansværdier til dine resterende beregninger. Hvis alle fem falder inden for det samme interval som standarderne, kan du i stedet bruge alle fem, men du skal bruge mindst tre.
Sæt hver af de tre absorbansværdier i din ligning i stedet for y. Husk, at din ligning var i følgende form:
(y - b) / m = x
Så vil du sætte absorbansværdien for hver ukendt i ligningen i stedet for y og beregne derefter x. Du kan bruge regnearksprogrammet til at udføre denne beregning for dig og gøre det hurtigere. Du har nu beregnet koncentrationen af det kemiske stof af interesse i tre af dine fortyndede ukendte. Den originale opløsning blev dog fortyndet for at fremstille disse ukendte, så du er nu nødt til at arbejde bagud og beregne koncentrationen af den originale opløsning baseret på fortyndingsfaktoren.
Hver ukendt prøve, du indsatte i spektrofotometret, blev fortyndet med en anden mængde. Derfor skal du nu dele den koncentration, du har beregnet, baseret på absorbansen for hver ukendt aflæsning med følgende:
Ukendt 1: divider med 0,1 ukendt 2: divider med 0,2 ukendt 3: divider med 0,3 ukendt 4: divider med 0,4 ukendt 5: divider med 0,5
Husk dog, at disse tal er baseret på den antagelse, at du bruger de fortyndinger, der er beskrevet ovenfor. Husk at ændre disse værdier, hvis du fortyndede dine prøver med en anden mængde.
Tilføj dine resultater sammen, og del dem med antallet af resultater. Dette giver dig et gennemsnit. Rapporter dette nummer som dit resultat for koncentrationen af den originale løsning.