Спектрофотометрията е безценен инструмент в химията и биологията. Основната идея е проста: различните вещества абсорбират светлината / електромагнитното лъчение по-добре при някои дължини на вълните, отколкото при други. Ето защо някои материали са прозрачни, докато други са цветни, например. Когато осветявате светлина с дадена дължина на вълната през разтвор, колкото по-висока е концентрацията му, толкова повече светлина ще погълне. За да изчислите концентрацията, трябва да сравните показанията си с показанията за стандарти с известна концентрация. Процедурата по-долу е доста обща процедура, написана с учебна лаборатория по химия, но може да бъде модифицирана и за други настройки.
Както винаги, когато работите в лаборатория, облечете очилата, ръкавиците и палтото с дълги ръкави, за да осигурите собствената си безопасност.
Изстискайте гумената крушка, за да я изпразните от въздух, след това я поставете върху градуираната ви пипета и оставете крушката да се отпусне, така че да засмуква вода в пипетата. След това извадете крушката и затворете горната част на пипетата с пръст; това ще уплътни пипетата, така че разтворът вътре да не изтече, докато пръстът ви не бъде отстранен. Повдигнете леко ръба на пръста си, за да излезе малко разтвор от пипетата, докато достигнете желания обем. Практикувайте с малко вода и мензура, за да усетите как работи градуираната пипета. Връзката в раздела „Ресурси“ има филмов клип, който ви показва как да използвате пипета, в случай че никога преди не сте работили с такава.
Етикетирайте 5 епруветки като стандарти 1-5. Можете да ги маркирате с помощта на тиксо и химикал или с помощта на маркер за сухо изтриване.
Изберете пет концентрации за вашите стандарти. Искате стандартните концентрации да бъдат разделени една от друга с приблизително един и същ интервал - например 0,1 молара, 0,2 молара, 0,3 молара и т.н. - и в приблизително същия диапазон, какъвто очаквате да бъде вашето непознато. Засега използвайте следните пет концентрации, но не забравяйте, че ще трябва да ги промените, когато извършвате свой собствен експеримент:
Стандарт 1: 0,1 молара Стандарт 2: 0,2 молара Стандарт 3: 0,3 молара Стандарт 4: 0,4 молара Стандарт 5: 0,5 молара
След това вземете 1 моларен стандартен разтвор и добавете следните количества в епруветки 1-5. Не забравяйте, че тези количества се изчисляват, като се използват концентрациите, изброени по-горе, така че може да се наложи да ги модифицирате при необходимост, когато извършвате свой собствен експеримент.
Стандартно 1: 0,8 милилитра Стандартно 2: 1,6 милилитра Стандартно 3: 2,4 милилитра Стандартно 4: 3,2 милилитра Стандартно 5: 4 милилитра
Изплакнете градуираната пипета, след което прехвърлете следните количества дейонизирана вода:
Стандартно 1: 7,2 милилитра Стандартно 2: 6,4 милилитра Стандартно 3: 5,6 милилитра Стандартно 4: 4,8 милилитра Стандартно 5: 4,0 милилитра
По принцип идеята е количеството разтвор във всяка епруветка да достигне до 8 милилитра.
Покрийте всяка от стандартните епруветки с парафилм и ги обърнете, за да се смесят.
Маркирайте още пет епруветки като „Неизвестно 1-5“. Добавете същите количества от вашия неизвестен или тестов разтвор към всеки, както сте използвали с 1 моларен разтвор за стандартите. С други думи, неизвестен 1 ще съдържа 0,8 милилитра тестов разтвор и 7,2 милилитра вода, неизвестно 2 ще съдържа 1,6 милилитра тестван разтвор и 6,4 милилитра вода и т.н. напред.
Покрийте всяко от неизвестните с парафилм и внимателно обърнете, за да се смеси.
Включете спектрофотометъра и го оставете да се загрее. Продължителността на времето зависи от модела и производителя.
Задайте дължината на вълната на спектрофотометъра. Дължината на вълната ще зависи от вида химикал във вашия експеримент. Засега приемете 500 nm, въпреки че не забравяйте, че ще трябва да промените това за различни експерименти.
Калибрирайте спектрофотометъра си. Процедурата за калибриране ще варира в зависимост от устройството, което използвате. За Spectronic 20, често срещан модел в учебните лаборатории, първо ще настроите машината така, че да чете "0 процента T" когато не е заредена кювета, настройте я така, че да чете "100% T", когато е налице само празна кювета, съдържаща дейонизирана вода зареден. Тези процедури могат да варират в зависимост от вида на машината, която използвате, така че се консултирайте с инструкциите на производителя за подробности.
След калибрирането на машината вземете стандартната 1 епруветка и изсипете съдържанието в чиста кювета, докато стигнат до линията за пълнене. Избършете кюветата с кимвип, за да премахнете пръстовите отпечатъци или друга мръсотия. Поставете кюветата в спектрофотометъра и запишете показанието "% T".
Повторете тази процедура за всички 10 проби. БЪДЕТЕ НЕИЗВЕСТНИ за почистване на кюветата между пробите, за да сте сигурни, че резултатите ви са възможно най-точни.
Вземете резултатите за вашите стандарти и ги въведете в програма за електронни таблици / графики като Excel или OpenOffice.
Използвайки програмата за електронни таблици, разделете 100 процента на всяка от стойностите "% T" за стандартите, след което вземете дневника на резултата. Това изчисление ще ви даде абсорбцията. Ако въведете формулата, вашата програма за електронни таблици ще направи изчислението вместо вас.
Пример: Ако% T е 50,6, формулата, която въвеждате в програмата за електронни таблици, ще бъде следната:
дневник (100 / 50.6)
Програмата за електронни таблици ще направи аритметиката.
Направете същото за всичките пет неизвестни / експериментални стойности.
Графирайте стойностите на абсорбцията за всичките пет стандарта, с концентрация по оста x и абсорбция по оста y. Използвайки програмата за електронни таблици, поставете линейно уравнение към тази графика. Уравнението ще бъде във вида y = mx + b. Повечето програми за електронни таблици ще имат функция за линейна регресия. Консултирайте се с ръководството на потребителя за вашата програма за електронни таблици за подробности как да използвате функцията за линейна регресия.
Вземете уравнението за най-подходящия ред от вашата програма за електронни таблици и го решете за y, като извадите b от двете страни и разделите двете страни на m. Резултатът ще изглежда по следния начин:
(y - b) / m = x
където b и m са стойности, намерени от вашата програма за електронни таблици.
Проверете стойностите на абсорбцията за неизвестните и изберете три, които попадат в същия диапазон като стандартите. Използвайте тези три стойности на абсорбция за останалите си изчисления. Ако и петте попадат в същия диапазон като стандартите, вместо това можете да използвате всичките пет, но трябва да използвате поне три.
Включете всяка от трите стойности на абсорбция във вашето уравнение вместо y. Не забравяйте, че вашето уравнение беше в следната форма:
(y - b) / m = x
Така че, ще искате да включите стойността на абсорбция за всяка неизвестна в уравнението вместо y, след което изчислете x. Можете да използвате програмата за електронни таблици, за да направите това изчисление вместо вас и да го направите по-бързо. Сега сте изчислили концентрацията на химикала, който ви интересува, в три от вашите разредени неизвестни. Оригиналният разтвор обаче се разрежда, за да се приготвят тези неизвестни, така че сега трябва да работите назад и да изчислите концентрацията на оригиналния разтвор въз основа на фактора на разреждане.
Всяка неизвестна проба, която сте поставили в спектрофотометъра, се разрежда с различно количество. Следователно, сега трябва да разделите изчислената концентрация въз основа на абсорбцията за всяко неизвестно отчитане на следното:
Неизвестно 1: Разделено на 0,1 Неизвестно 2: Разделено на 0,2 Неизвестно 3: Разделено на 0,3 Неизвестно 4: Разделено на 0,4 Неизвестно 5: Разделено на 0,5
Не забравяйте обаче, че тези цифри се основават на предположението, че използвате разрежданията, описани по-горе. Не забравяйте да промените тези стойности, ако сте разредили пробите си с различно количество.
Добавете резултатите си заедно и ги разделете на броя на резултатите. Това ще ви даде средна стойност. Отчетете този номер като своя констатация за концентрацията на оригиналния разтвор.
Неща, от които ще се нуждаете
- Молив
- Хартия
- Калкулатор
- Ръкавици
- Очила
- Палто с дълги ръкави
- Спектрофотометър
- Стъклени кювети
- Парафилм
- Кимвипес
- Дейонизирана вода
- Решение, което искате да тествате (с неизвестна концентрация)
- 1 моларен стандартен разтвор на химикала, присъстващ в разтвора за изпитване
- Градуирана пипета и крушка
- Епруветки и багажник за епруветки
- Бехерова чаша
Съвети
Тази процедура може да звучи сложно, но всъщност е доста ясна, след като започнете. Опитайте да гледате двете видеоклипове в раздела Ресурси, за да се запознаете с процедурата.