Spektrofotometria on korvaamaton työkalu kemiassa ja biologiassa. Perusidea on yksinkertainen: erilaiset aineet absorboivat valoa / sähkömagneettista säteilyä joillakin aallonpituuksilla paremmin kuin toiset. Siksi jotkut materiaalit ovat läpinäkyviä, kun taas toiset ovat esimerkiksi värillisiä. Kun loistat tietyn aallonpituuden valoa liuoksen läpi, sitä suurempi on sen pitoisuus, sitä enemmän valoa se absorboi. Pitoisuuden laskemiseksi sinun on verrattava lukemaasi tunnetun pitoisuuden standardien lukemiin. Alla oleva menettely on melko yleinen menettely, joka on kirjoitettu kemian opetuslaboratoriota ajatellen, mutta sitä voidaan muokata myös muita asetuksia varten.
Kuten aina työskennellessäsi laboratoriossa, aseta suojalasit, käsineet ja pitkähihainen takki oman turvallisuutesi varmistamiseksi.
Purista kumilamppua tyhjentääksesi sen ilmasta, aseta se sitten mittapipusi päälle ja anna lampun rentoutua, jotta se imee vettä pipettiin. Poista seuraavaksi polttimo ja peitä pipetin yläosa sormellasi; tämä sulkee pipetin niin, että sisällä oleva liuos ei virtaa ulos ennen kuin sormi on poistettu. Nosta sormen reunaa hieman, jotta pieni määrä liuosta virtaa ulos pipetistä, kunnes saavutat haluamasi tilavuuden. Harjoittele pienellä vedellä ja dekantterilasilla saadaksesi tunteen siitä, miten asteikkoinen pipetti toimii. Resurssit-osion linkissä on elokuvaleike, joka näyttää kuinka pipettiä käytetään, jos et ole koskaan työskennellyt sen kanssa aiemmin.
Merkitse 5 koeputkea standardeiksi 1-5. Voit merkitä ne teipillä ja kynällä tai kuivalla poistomerkillä.
Valitse standardisi mukaan viisi pitoisuutta. Haluat, että standardipitoisuudet erotetaan toisistaan suunnilleen samalla aikavälillä - esim. 0,1 moolia, 0,2 moolia, 0,3 moolia jne. - ja suunnilleen samalla alueella kuin mitä odotat tuntemattomasi olevan. Käytä toistaiseksi seuraavia viittä pitoisuutta, mutta muista, että sinun on muutettava näitä suoritettaessa omaa kokeilua:
Vakio 1: 0,1 moolia Vakio 2: 0,2 moolia Vakio 3: 0,3 moolia Vakio 4: 0,4 moolia Vakio 5: 0,5 moolia
Ota seuraavaksi 1 molaarinen standardiliuos ja lisää seuraavat määrät koeputkiin 1-5. Muista, että nämä määrät lasketaan käyttämällä yllä lueteltuja pitoisuuksia, joten sinun on ehkä muutettava niitä tarpeen mukaan omaa kokeilua suoritettaessa.
Vakio 1: 0,8 millilitraa Vakio 2: 1,6 millilitraa Vakio 3: 2,4 millilitraa Vakio 4: 3,2 millilitraa Vakio 5: 4 millilitraa
Huuhtele mittapipetti ja siirrä sitten seuraavat määrät deionisoitua vettä:
Vakio 1: 7,2 millilitraa Vakio 2: 6,4 millilitraa Vakio 3: 5,6 millilitraa Vakio 4: 4,8 millilitraa Vakio 5: 4,0 millilitraa
Pohjimmiltaan ajatuksena on nostaa liuoksen määrä kussakin putkessa enintään 8 millilitraan.
Sulje kaikki standardiputket parafilmillä ja käännä ne ylösalaisin sekoitettaviksi.
Merkitse vielä viisi koeputkea nimellä "Tuntematon 1-5". Lisää kullekin sama määrä tuntematonta tai testiliuosta kuin käytit standardien 1 mooliliuoksen kanssa. Toisin sanoen tuntematon 1 sisältää 0,8 millilitraa testiliuosta ja 7,2 millilitraa vesi, tuntematon 2 sisältää 1,6 millilitraa testiliuosta ja 6,4 millilitraa vettä, ja niin edelleen eteenpäin.
Sulje kaikki tuntemattomat parafilmillä ja käännä varovasti ylöspäin sekoittamiseksi.
Käynnistä spektrofotometri ja anna sen lämmetä. Tarvittavan ajan pituus riippuu mallista ja valmistajasta.
Aseta aallonpituus spektrofotometrillä. Aallonpituus riippuu kokeesi kemikaalin tyypistä. Oletetaan toistaiseksi 500 nm, vaikka muista, että joudut muuttamaan tätä eri kokeita varten.
Kalibroi spektrofotometri. Kalibrointimenettely vaihtelee käyttämäsi laitteen mukaan. Spectronic 20: lle, joka on yleinen malli opetuslaboratorioissa, säädä ensin kone siten, että se lukee "0 prosenttia T" kun kyvettiä ei ole ladattu, säädä se siten, että se lukee "100% T", kun tyhjä kyvetti sisältää vain deionisoitua vettä ladattu. Nämä toimenpiteet voivat vaihdella käyttämäsi koneen mukaan, joten katso lisätietoja valmistajan ohjeista.
Kun kone on kalibroitu, ota tavallinen 1-koeputki ja kaada sisältö puhtaaseen kyvettiin, kunnes se saavuttaa täyttöviivan. Pyyhi kyvetti kimpyyhkeellä sormenjälkien tai muun lian poistamiseksi. Aseta kyvetti spektrofotometriin ja tallenna lukema "% T".
Toista tämä menettely kaikille 10 näytteelle. Puhdista kyvetti tietysti näytteiden välillä varmistaaksesi, että tulokset ovat mahdollisimman tarkkoja.
Ota standardiesi tulokset ja kirjoita ne taulukkolaskentaohjelmaan, kuten Excel tai OpenOffice.
Jaa taulukkolaskentaohjelman avulla 100 prosenttia jokaisella standardien "% T" -arvolla ja ota sitten tulosloki. Tämä laskelma antaa sinulle absorbanssin. Jos syötät kaavan, taulukkolaskentaohjelma suorittaa laskelman puolestasi.
Esimerkki: Jos% T on 50,6, taulukkolaskentaohjelmaan kirjoittamasi kaava on seuraava:
loki (100 / 50,6)
Laskentataulukkoohjelma suorittaa laskutoimituksen.
Tee sama kaikille viidelle tuntemattomalle / kokeelliselle arvolle.
Kaavio kaikkien viiden standardin absorbanssiarvot pitoisuuden ollessa x-akselilla ja absorbanssin y-akselilla. Sovita lineaarinen yhtälö tähän kaavioon käyttämällä taulukkolaskentaohjelmaa. Yhtälön muoto on y = mx + b. Useimmilla taulukkolaskentaohjelmilla on lineaarinen regressiofunktio. Katso taulukkolaskentaohjelman käyttöoppaasta lisätietoja lineaarisen regressio-ominaisuuden käytöstä.
Ota taulukkolaskentaohjelman kaikkein parhaiten sopiva viiva ja ratkaise se y: lle vähentämällä b molemmilta puolilta ja jakamalla molemmat puolet m: llä. Tulos näyttää tältä:
(y - b) / m = x
missä b ja m ovat laskentataulukko-ohjelman löytämiä arvoja.
Tarkista tuntemattomien absorbanssiarvosi ja valitse kolme, jotka ovat suunnilleen samalla alueella kuin standardit. Käytä näitä kolmea absorbanssiarvoa jäljellä olevissa laskelmissasi. Jos kaikki viisi kuuluvat samalle alueelle kuin standardit, voit käyttää kaikkia viittä sen sijaan, mutta sinun on käytettävä vähintään kolmea.
Liitä kaikki kolme absorbanssiarvoa yhtälösi y: n sijasta. Muista, että yhtälösi oli seuraavassa muodossa:
(y - b) / m = x
Joten sinun kannattaa liittää kunkin tuntemattoman absorbanssiarvo yhtälöön y: n sijasta ja laskea sitten x. Voit käyttää laskentataulukko-ohjelmaa tekemään tämän laskelman puolestasi ja nopeuttamaan sitä. Olet nyt laskenut kiinnostavan kemikaalin pitoisuuden kolmessa laimennetussa tuntemattomassa. Alkuperäinen liuos laimennettiin näiden tuntemattomien valmistamiseksi, joten sinun on nyt työskenneltävä taaksepäin ja laskettava alkuperäisen liuoksen pitoisuus laimennuskertoimen perusteella.
Jokainen tuntematon näyte, jonka asetit spektrofotometriin, laimennettiin eri määrällä. Tämän vuoksi sinun tulisi nyt jakaa jokaisen tuntemattoman lukeman absorbanssin perusteella laskemasi pitoisuus seuraavalla:
Tuntematon 1: Jaa 0,1 Tuntematon 2: Jaa 0,2 Tuntematon 3: Jaa 0,3 Tuntematon 4: Jaa 0,4 Tuntematon 5: Jaa 0,5
Muista kuitenkin, että nämä luvut perustuvat oletukseen, että käytät yllä esitettyjä laimennuksia. Muista muuttaa näitä arvoja, jos laimennit näytteesi eri määrällä.
Lisää tulokset yhteen ja jaa ne tulosten määrällä. Tämä antaa sinulle keskiarvon. Ilmoita tämä numero havainnollasi alkuperäisen liuoksen pitoisuudesta.
Tarvittavat asiat
- Lyijykynä
- Paperi
- Laskin
- Käsineet
- Suojalasit
- Pitkähihainen takki
- Spektrofotometri
- Lasikyvetit
- Parafilm
- Kimwipes
- Deionisoitu vesi
- Ratkaisu, jonka haluat testata (pitoisuutta ei tunneta)
- 1 molaarinen standardiliuos testiliuoksessa olevaa kemikaalia
- Valmistettu pipetti ja polttimo
- Koeputket ja koeputkiteline
- Dekantterilasi
Vinkkejä
Tämä menettely saattaa kuulostaa monimutkaiselta, mutta se on oikeastaan melko yksinkertainen, kun olet aloittanut. Yritä katsoa kaksi Resurssit-osion videota tutustuaksesi menettelyyn.