Zawartość
Spektrofotometria jest nieocenionym narzędziem w chemii i biologii. Podstawowa idea jest prosta: różne substancje lepiej absorbują światło / promieniowanie elektromagnetyczne na niektórych długościach fal niż na innych. Dlatego na przykład niektóre materiały są przezroczyste, a inne kolorowe. Kiedy świecisz światło o danej długości fali przez roztwór, im wyższe jest jego stężenie, tym więcej światła pochłonie. Aby obliczyć stężenie, należy porównać odczyt z odczytami dla standardów znanego stężenia. Poniższa procedura jest dość ogólną procedurą napisaną z myślą o laboratorium dydaktycznym chemii, ale można ją również zmodyfikować dla innych ustawień.
Jak zawsze podczas pracy w laboratorium, załóż okulary, rękawiczki i płaszcz z długimi rękawami, aby zapewnić sobie bezpieczeństwo.
Ściśnij gumową bańkę, aby opróżnić ją z powietrza, a następnie umieść ją na pipecie z podziałką i pozwól jej się rozluźnić, aby wciągnęła wodę do pipety. Następnie wyjmij żarówkę i zakryj górną część pipety palcem; spowoduje to uszczelnienie pipety, dzięki czemu roztwór nie wypłynie, dopóki palec nie zostanie zdjęty. Lekko unieś krawędź palca, aby wypuścić trochę roztworu z pipety, aż osiągniesz pożądaną objętość. Poćwicz trochę wody i zlewki, aby poznać działanie pipety z podziałką. Link w sekcji Zasoby zawiera klip filmowy pokazujący, jak korzystać z pipety, na wypadek gdybyś nigdy wcześniej z nią nie pracował.
Oznacz probówki 5 jako standardy 1-5. Możesz oznaczyć je etykietą za pomocą taśmy maskującej i długopisu lub markera suchościeralnego.
Wybierz pięć stężeń dla swoich standardów. Chcesz, aby standardowe stężenia były oddzielone od siebie mniej więcej w tym samym przedziale - np. 0,1 molowy, 0,2 molowy, 0,3 molowy itp. - i w przybliżeniu w tym samym zakresie, w jakim spodziewasz się swojej nieznanej. Na razie użyj następujących pięciu stężeń, ale pamiętaj, że będziesz musiał je zmodyfikować podczas wykonywania własnego eksperymentu:
Standard 1: 0,1 molowy Standard 2: 0,2 molowy Standard 3: 0,3 molowy Standard 4: 0,4 molowy Standard 5: 0,5 molowy
Następnie weź 1 molowy roztwór wzorcowy i dodaj następujące ilości do probówek 1-5. Pamiętaj, że kwoty te są obliczane przy użyciu stężeń wymienionych powyżej, więc może być konieczne ich zmodyfikowanie w razie potrzeby podczas przeprowadzania własnego eksperymentu.
Standard 1: 0,8 mililitrów Standard 2: 1,6 mililitrów Standard 3: 2,4 mililitrów Standard 4: 3,2 mililitrów Standard 5: 4 mililitrów
Opłucz skalowaną pipetę, a następnie przenieś następujące ilości wody dejonizowanej:
Standard 1: 7,2 mililitrów Standard 2: 6,4 mililitrów Standard 3: 5,6 mililitrów Standard 4: 4,8 mililitrów Standard 5: 4,0 mililitrów
Zasadniczo chodzi o to, aby doprowadzić ilość roztworu w każdej probówce do 8 mililitrów.
Zakryj każdą ze standardowych probówek parafilmem i odwróć do wymieszania.
Oznacz kolejne pięć probówek jako „Nieznane 1-5”. Dodaj te same ilości nieznanego lub testowanego roztworu do każdego z nich, jak w przypadku 1 molowego roztworu dla standardów. Innymi słowy, nieznany 1 będzie zawierał 0,8 mililitra badanego roztworu i 7,2 mililitrów wody, nieznany 2 będzie zawierać 1,6 mililitra badanego roztworu i 6,4 mililitrów wody i tak dalej.
Zakryj każdą niewiadomą parafilmem i ostrożnie odwróć, aby wymieszać.
Włącz spektrofotometr i pozwól mu się rozgrzać. Wymagany czas zależy od modelu i producenta.
Ustaw długość fali na spektrofotometrze. Długość fali będzie zależeć od rodzaju substancji chemicznej w eksperymencie. Na razie załóżmy, że 500 nm, choć pamiętaj, że będziesz musiał to zmienić dla różnych eksperymentów.
Skalibruj spektrofotometr. Procedura kalibracji będzie się różnić w zależności od używanego urządzenia. W Spectronic 20, popularnym modelu w laboratoriach dydaktycznych, najpierw dostosujesz maszynę tak, aby odczytywała „0 procent T”, gdy nie jest załadowana kuweta, a następnie dostosujesz ją tak, aby brzmiała „100% T”, gdy pusta kuweta zawiera dejonizowany ładowana jest tylko woda. Procedury te mogą się różnić w zależności od rodzaju używanego urządzenia, dlatego szczegółowe informacje można znaleźć w instrukcji producenta.
Po skalibrowaniu urządzenia weź standardową 1 probówkę i wlej zawartość do czystej kuwety, aż dojdą do linii napełniania. Przetrzyj kuwetę kimwipe, aby usunąć palce lub inne zabrudzenia. Włóż kuwetę do spektrofotometru i zapisz odczyt „% T”.
Powtórz tę procedurę dla wszystkich 10 próbek. NALEŻY BYĆ PEWNY, aby wyczyścić kuwetę między próbkami, aby upewnić się, że wyniki są tak dokładne, jak to możliwe.
Weź wyniki swoich standardów i wprowadź je do arkusza kalkulacyjnego / programu do tworzenia wykresów, takiego jak Excel lub OpenOffice.
Za pomocą programu do obsługi arkuszy kalkulacyjnych podziel 100 procent przez każdą z wartości „% T” dla standardów, a następnie zapisz wynik. To obliczenie da ci absorbancję. Jeśli wprowadzisz formułę, program do obsługi arkuszy kalkulacyjnych wykona dla Ciebie obliczenia.
Przykład: jeśli% T wynosi 50,6, formuła wprowadzana do programu arkusza kalkulacyjnego wyglądałaby następująco:
log (100 / 50,6)
Program do obsługi arkuszy kalkulacyjnych wykona arytmetykę.
Zrób to samo dla wszystkich pięciu nieznanych / eksperymentalnych wartości.
Wykreślić wartości absorbancji dla wszystkich pięciu wzorców z koncentracją na osi x i absorbancją na osi y. Za pomocą programu arkusza kalkulacyjnego dopasuj równanie liniowe do tego wykresu. Równanie będzie miało postać y = mx + b. Większość programów arkuszy kalkulacyjnych będzie miała funkcję regresji liniowej. Szczegółowe informacje na temat korzystania z funkcji regresji liniowej można znaleźć w instrukcji obsługi programu do obsługi arkuszy kalkulacyjnych.
Weź równanie dla najlepiej dopasowanej linii z programu arkusza kalkulacyjnego i rozwiąż je dla y, odejmując b z obu stron i dzieląc obie strony przez m. Wynik będzie wyglądał następująco:
(y - b) / m = x
gdzie b i m to wartości znalezione w programie arkusza kalkulacyjnego.
Sprawdź wartości absorbancji dla niewiadomych i wybierz trzy, które mieszczą się w tym samym zakresie co normy. Użyj tych trzech wartości absorbancji do pozostałych obliczeń. Jeśli wszystkie pięć mieści się w tym samym zakresie co standardy, możesz użyć wszystkich pięciu, ale musisz użyć co najmniej trzech.
Podłącz każdą z trzech wartości absorbancji do równania zamiast y. Pamiętaj, że twoje równanie miało następującą postać:
(y - b) / m = x
Więc chcesz podłączyć wartość absorbancji dla każdej nieznanej do równania zamiast y, a następnie obliczyć x. Możesz użyć programu do obsługi arkuszy kalkulacyjnych, aby wykonać te obliczenia i przyspieszyć. Teraz obliczyłeś stężenie chemikaliów będących przedmiotem zainteresowania w trzech rozcieńczonych niewiadomych. Oryginalny roztwór został jednak rozcieńczony w celu przygotowania tych niewiadomych, dlatego należy teraz cofnąć się i obliczyć stężenie oryginalnego roztworu na podstawie współczynnika rozcieńczenia.
Każdą nieznaną próbkę wstawioną do spektrofotometru rozcieńczono inną ilością. W związku z tym należy teraz podzielić obliczone stężenie na podstawie absorbancji dla każdego nieznanego odczytu przez:
Nieznany 1: Podziel przez 0,1 Nieznany 2: Podziel przez 0,2 Nieznany 3: Podziel przez 0,3 Nieznany 4: Podziel przez 0,4 Nieznany 5: Podziel przez 0,5
Pamiętaj jednak, że liczby te oparte są na założeniu, że stosujesz rozcieńczenia przedstawione powyżej. Pamiętaj, aby zmienić te wartości, jeśli rozcieńczałeś próbki o inną ilość.
Dodaj swoje wyniki razem i podziel je przez liczbę wyników. To da ci średnią. Zgłoś ten numer jako swoje odkrycie stężenia oryginalnego roztworu.