分光光度法は、化学および生物学において非常に貴重なツールです。 基本的な考え方は単純です。さまざまな物質が、他の波長よりも一部の波長で光/電磁放射をよりよく吸収します。 そのため、たとえば、一部のマテリアルは透明で、他のマテリアルは着色されています。 溶液を通して特定の波長の光を当てると、その濃度が高いほど、より多くの光を吸収します。 濃度を計算するには、測定値を既知の濃度の標準の測定値と比較する必要があります。 以下の手順は、化学教育ラボを念頭に置いて作成されたかなり一般的な手順ですが、他の設定にも変更できます。
研究室で作業するときはいつものように、ゴーグル、手袋、長袖のコートを着用して、自分の安全を確保してください。
ゴム製の球根を絞って空気を抜いてから、目盛り付きピペットの上に置き、球根をリラックスさせて水をピペットに吸い上げます。 次に、電球を取り外し、ピペットの上部を指で覆います。 これによりピペットが密閉され、指を離すまで内部の溶液が流出しなくなります。 指の端を少し持ち上げて、希望の容量に達するまでピペットから少量の溶液を流出させます。 水とビーカーを使って練習し、目盛り付きピペットがどのように機能するかを実感してください。 [リソース]セクションの下のリンクには、ピペットを使用したことがない場合にピペットを使用する方法を示すフィルムクリップがあります。
標準1-5として5本の試験管にラベルを付けます。 マスキングテープとペンを使用するか、ホワイトボードマーカーを使用してラベルを付けることができます。
標準に5つの濃度を選択します。 標準濃度をほぼ同じ間隔で互いに分離する必要があります（たとえば、0.1モル、0.2モル、0.3モルなど）。 -そして、あなたがあなたの未知のものになるとあなたが期待するものとほぼ同じ範囲にあります。 当面は、次の5つの濃度を使用しますが、独自の実験を実行する場合は、これらを変更する必要があることに注意してください。
標準1：0.1モル標準2：0.2モル標準3：0.3モル標準4：0.4モル標準5：0.5モル
次に、1モルの標準液を取り、試験管1〜5に以下の量を加えます。 これらの量は上記の濃度を使用して計算されるため、独自の実験を行うときに必要に応じて変更する必要がある場合があります。
標準1：0.8ミリリットル標準2：1.6ミリリットル標準3：2.4ミリリットル標準4：3.2ミリリットル標準5：4ミリリットル
目盛り付きピペットをすすぎ、次の量の脱イオン水を移します。
標準1：7.2ミリリットル標準2：6.4ミリリットル標準3：5.6ミリリットル標準4：4.8ミリリットル標準5：4.0ミリリットル
基本的には、各チューブの溶液の量を最大8ミリリットルにするという考え方です。
各標準チューブにパラフィルムで蓋をし、それらを逆さにして混合します。
別の5本の試験管を「不明1-5」としてマークします。 標準の1モル溶液で使用したのと同じ量の未知の溶液またはテスト溶液をそれぞれに追加します。 言い換えると、未知の1には、0.8ミリリットルのテスト溶液と7.2ミリリットルのテスト溶液が含まれます。 水、不明2には、1.6ミリリットルの試験溶液と6.4ミリリットルの水が含まれます。 前方へ。
未知のもののそれぞれをパラフィルムで覆い、注意深く反転させて混合します。
分光光度計の電源を入れ、ウォームアップします。 必要な時間の長さは、モデルとメーカーによって異なります。
分光光度計で波長を設定します。 波長は、実験の化学物質の種類によって異なります。 今のところ、500 nmと仮定しますが、実験ごとにこれを変更する必要があることに注意してください。
分光光度計を校正します。 校正手順は、使用しているデバイスによって異なります。 教育ラボで一般的なモデルであるSpectronic20の場合、最初に「0パーセントT」と表示されるようにマシンを調整します。 キュベットがロードされていない場合は、脱イオン水のみを含むブランクキュベットが「100％T」と表示されるように調整します。 ロードされました。 これらの手順は、使用しているマシンの種類によって異なる場合があります。詳細については、製造元の指示を参照してください。
機械の校正後、標準の1つの試験管を取り、充填ラインに達するまで内容物をきれいなキュベットに注ぎます。 キムワイプでキュベットを拭いて、指紋やその他の汚れを取り除きます。 キュベットを分光光度計に挿入し、「％T」の読み取り値を記録します。
10個のサンプルすべてに対してこの手順を繰り返します。 結果が可能な限り正確であることを確認するために、サンプル間のキュベットを確実に洗浄してください。
標準の結果を取得し、ExcelやOpenOfficeなどのスプレッドシート/グラフ作成プログラムに入力します。
スプレッドシートプログラムを使用して、標準の「％T」値のそれぞれで100％を除算し、結果のログを取得します。 この計算により、吸光度が得られます。 数式を入力すると、スプレッドシートプログラムが計算を行います。
例：％Tが50.6の場合、スプレッドシートプログラムに入力する式は次のようになります。
ログ（100 / 50.6）
スプレッドシートプログラムが計算を行います。
5つの未知/実験値すべてについて同じことを行います。
x軸に濃度、y軸に吸光度を使用して、5つの標準すべての吸光度値をグラフ化します。 スプレッドシートプログラムを使用して、このグラフに一次方程式を当てはめます。 方程式はy = mx + bの形式になります。 ほとんどのスプレッドシートプログラムには、線形回帰関数があります。 線形回帰機能の使用方法の詳細については、スプレッドシートプログラムのユーザーズマニュアルを参照してください。
スプレッドシートプログラムから最適な線の方程式を取り、両側からbを引き、両側をmで割ることにより、yについて解きます。 結果は次のようになります。
（y-b）/ m = x
ここで、bとmは、スプレッドシートプログラムによって検出された値です。
未知数の吸光度値を確認し、標準とほぼ同じ範囲にある3つを選択します。 残りの計算には、これら3つの吸光度値を使用してください。 5つすべてが標準と同じ範囲内にある場合は、代わりに5つすべてを使用できますが、少なくとも3つを使用する必要があります。
yの代わりに3つの吸光度値のそれぞれを方程式に代入します。 方程式は次の形式であったことに注意してください。
（y-b）/ m = x
したがって、未知数ごとの吸光度値をyの代わりに方程式に代入してから、xを計算する必要があります。 スプレッドシートプログラムを使用して、この計算を実行し、すばやく計算することができます。 これで、希釈した3つの未知物質の対象化学物質の濃度を計算しました。 ただし、これらの未知数を準備するために元の溶液を希釈したため、逆方向に作業して、希釈係数に基づいて元の溶液の濃度を計算する必要があります。
分光光度計に挿入した未知の各サンプルは、異なる量で希釈されました。 したがって、未知の各読み取り値の吸光度に基づいて計算した濃度を次のように割る必要があります。
不明1：0.1で除算不明2：0.2で除算不明3：0.3で除算不明4：0.4で除算不明5：0.5で除算
ただし、これらの数値は、上記で概説した希釈を使用しているという仮定に基づいていることに注意してください。 サンプルを別の量で希釈した場合は、これらの値を変更することを忘れないでください。
結果を合計し、結果の数で割ります。 これはあなたに平均を与えるでしょう。 元の溶液の濃度の結果として、この数値を報告してください。
必要なもの
- 鉛筆
- 論文
- 電卓
- 手袋
- ゴーグル
- 長袖コート
- 分光光度計
- ガラスキュベット
- パラフィルム
- キムワイプ
- 脱イオン水
- テストしたいソリューション（濃度不明）
- 試験溶液に存在する化学物質の1モル標準溶液
- 目盛り付きピペットと電球
- 試験管と試験管ラック
- ビーカー
チップ
この手順は複雑に聞こえるかもしれませんが、開始すると実際にはかなり簡単です。 手順を理解するために、「リソース」セクションの下にある2つのビデオを見てみてください。