A spektrofotometria egy kísérleti technika, amelyet egy adott oldatban lévő oldott anyag koncentrációjának mérésére használnak az adott anyag által elnyelt fény mennyiségének kiszámításával. Ez a technika nagyon hasznos, mert bizonyos vegyületek különböző intenzitású fényhullámokat is elnyelnek. Az oldaton áthaladó fény elemzésével azonosítani tudja az oldatban oldott vegyületeket és azok koncentrációját. A laboratóriumban ezzel a technikával készült oldatok elemzésére használt eszköz egy spektrofotométer.
Lépés
Rész 1 /3: A minta előkészítése
1. lépés Kapcsolja be a spektrofotométert
A legtöbb spektrofotométert fel kell melegíteni, mielőtt pontos méréseket végezhet. Tehát indítsa el a gépet, majd hagyja ülni legalább 15 percig a minta mérése előtt.
Ezt az időt használja a minta előkészítéséhez
2. lépés Tisztítsa meg a küvettát vagy a kémcsövet
Az iskolai laboratóriumokban egyszer használatos kémcsövek állnak rendelkezésre, amelyeket nem kell először tisztítani. Ha azonban normál küvettát vagy kémcsövet használ, használat előtt feltétlenül tisztítsa meg a készüléket. Öblítse le az összes küvettát ioncserélt vízzel.
- Legyen óvatos a küvetták használatával, mivel meglehetősen drágák.
- A küvéta használata közben ne érintse meg azt az oldalt, ahol a fény áthalad (általában a tartály világos oldalát).
Lépés 3. Öntsön elegendő mintát a küvettába
A küvéta egy részének maximális térfogata 1 ml, míg a kémcső maximális térfogata 5 ml. A méréseknek pontosnak kell lenniük mindaddig, amíg a spektrofotométer fénye még mindig áthaladhat a mintán, és nem a tartály üres része.
Ha pipettát használ a minták behelyezéséhez, használjon új tippet minden minta számára. Így elkerülhető a keresztfertőzés
4. lépés. Készítse elő a kontrolloldatot
Ezek az oldatok, amelyeket más néven üres vagy üres, csak az analizálandó oldatban lévő oldószert tartalmaznak. Például, ha van vízben feloldott sómintája, akkor az üres oldatra vízre van szüksége. Ha a használt víz vörös, akkor használjon piros üres oldatot is. Hasonló edényben tartsa az üres oldatot a mintával azonos térfogatban.
5. lépés Törölje le a küvettát
Mielőtt behelyezi a küvettát a spektrofotométerbe, meg kell győződnie arról, hogy az tiszta, nehogy a porrészecskék vagy szennyeződések miatt zavarja a méréseket. Használjon szöszmentes ruhát a küvettához tapadt vízcseppek vagy por eltávolításához.
Rész 3 /3: Kísérletezés
1. lépés: Határozza meg és állítsa be a fény hullámhosszát a minta elemzéséhez
A mérés hatékonyságának növelése érdekében használjon egyetlen hullámhosszú fényt (monokromatikus sugár). Válassza ki a fény színét, amelyet elnyelhet a kémiai mintában feloldódott kémiai tartalom. Állítsa be a hullámhosszat a használt spektrofotométer specifikációi szerint.
- Az iskolai laboratóriumokban ezeket a hullámhosszakat általában a kísérleti utasításokban adják meg.
- Mivel a minta minden látható fényt visszaver, a kísérleti fény színének hullámhossza általában mindig eltér a minta színétől.
- Az objektum bizonyos színűnek tűnik, mert egy bizonyos hullámhosszat tükröz, és minden más színt elnyel. A fű zöldnek tűnik, mert a benne lévő klorofill zöldet tükröz és más színeket is elnyel.
2. lépés. Kalibrálja a spektrofotométert egy vakoldattal
Helyezze az üres oldatot a küvettatartóba, és zárja be a spektrofotométert. Az analóg spektrofotométer képernyőn van egy tű, amely a fényérzékelés intenzitása alapján mozog. Az üres oldat behelyezése után a tűnek jobbra kell mozognia. Jegyezze fel ezt az értéket, ha később szüksége lesz rá. Hagyja az üres oldatot a spektrofotométerben maradni, majd csúsztassa a tűt nullára a beállító gomb segítségével.
- A digitális spektrofotométerek ugyanígy kalibrálhatók. Ez az eszköz azonban digitális képernyővel van felszerelve. Állítsa az üres oldat leolvasását 0 -ra a vezérlőgombbal.
- A kalibrálás akkor is érvényes, ha az üres oldatot eltávolítják a spektrofotométerből. Tehát, amikor a teljes mintát méri, a vakpróba abszorbanciája automatikusan csökken.
3. lépés. Vegye ki a vakpróbát, és tesztelje a spektrofotométer kalibrálási eredményeit
Még azután is, hogy az üres oldatot eltávolították a spektrofotométerből, a képernyőn lévő tűnek vagy számnak továbbra is 0 -nak kell lennie. Tegye vissza az üres oldatot a spektrofotométerbe, és győződjön meg arról, hogy a leolvasott érték nem változik. Ha a spektrofotométert megfelelően kalibrálják üres oldattal, a képernyőn megjelenő eredménynek továbbra is 0 -nak kell lennie.
- Ha a tű vagy a képernyőn látható szám nem 0 -t mutat, ismételje meg a kalibrálási lépéseket egy üres oldattal.
- Ha a probléma továbbra is fennáll, kérjen segítséget, vagy kérjen valakit, hogy ellenőrizze a spektrofotométert.
4. lépés. Mérje meg a minta abszorbanciáját
Vegye ki az üres oldatot, és helyezze be a mintát a spektrofotométerbe. Várjon körülbelül 10 másodpercet, amíg a kezek stabilizálódnak, vagy a digitális kijelzőn lévő számok nem változnak. Jegyezze fel a minta százalékos áteresztőképességét és/vagy abszorbanciáját.
- Minél több fény halad át, annál kevesebb a fény. Általában rögzíteni kell a minta abszorbanciaértékét, amelyet általában tizedes számként fejeznek ki, például 0,43.
- Ismételje meg minden egyes minta mérését legalább háromszor, majd számítsa ki az átlagot. Így a kapott eredmények pontosabbak lesznek.
5. lépés. Ismételje meg a kísérletet különböző hullámhosszú fényekkel
A minta több olyan vegyületet is tartalmazhat, amelyek a fény hullámhosszától függően eltérő abszorbanciájúak. A bizonytalanság csökkentése érdekében ismételje meg a minta mérését 25 nm hullámhosszú időközönként a fényspektrumon. Így más oldott vegyi anyagokat is kimutathat a mintában.
Rész 3 /3: Az abszorbancia adatok elemzése
1. lépés Számítsa ki a minta áteresztőképességét és abszorbanciáját
Az áteresztőképesség az, hogy mennyi fény haladhat át a mintán és érheti el a spektrofotométert. Eközben az abszorbancia az, hogy mennyi fényt nyel el a minta egyik oldott vegyszere. Sok modern spektrofotométer létezik, amelyek áteresztőképesség és abszorbancia formájában adnak kimenetet. Ha azonban fényintenzitási értéket kap, ezt a két értéket maga is kiszámíthatja.
- Az áteresztőképességet (T) úgy lehet meghatározni, hogy a mintaoldaton áthaladó fény intenzitását elosztjuk az üres oldaton áthaladó fény mennyiségével. Ezt az értéket általában tizedes számban vagy százalékban fejezik ki. T = én/én0, ahol I a minta intenzitása és én0 az üres intenzitás.
- Az abszorbancia (A) negatív bázis 10 logaritmus (kitevő) áteresztőképességben van kifejezve: A = -log10T. Tehát, ha T = 0, 1, A = 1 (0, 1 értéke 10 a -1 -ig). Ez azt jelenti, hogy a fény 10% -a áthalad, míg 90% -a elnyelődik. Eközben, ha T = 0,01, A = 2 (0,01 10 a -2 -ig). Ez azt jelenti, hogy az átadott fény 0,1%.
2. lépés. Ábrázolja az abszorbancia értéket a hullámhosszhoz képest
Az abszorbancia értékét y tengelyként, a hullámhosszat pedig x tengelyként fejezzük ki. Az egyes hullámhosszúságok összes abszorbancia eredményének pontjaiból megkapja a minta abszorbancia spektrumát, és azonosítja a vegyület tartalmát és arányát a mintában.
Az abszorbancia spektrumoknak általában bizonyos hullámhosszakon vannak csúcsai. Ezek a csúcshullámhosszak lehetővé teszik az egyes vegyületek azonosítását
3. lépés Hasonlítsa össze az abszorbancia spektrumát egy ismert vegyület grafikonjával
Minden vegyület egyedi abszorbancia spektrummal rendelkezik, és minden méréskor mindig azonos hullámhosszú csúccsal rendelkezik. Ha összehasonlítja a kapott grafikont egy bizonyos ismert vegyület grafikonjával, azonosíthatja az oldott anyag tartalmát a mintaoldatban.
