Spektrofotometrija ir nenovērtējams līdzeklis ķīmijā un bioloģijā. Pamatideja ir vienkārša: dažādas vielas labāk absorbē gaismu / elektromagnētisko starojumu pie dažiem viļņu garumiem nekā pie citiem. Tāpēc daži materiāli ir caurspīdīgi, bet citi, piemēram, krāsaini. Spīdot noteiktā viļņa garumā caur šķīdumu, jo lielāka ir tā koncentrācija, jo vairāk gaismas tas absorbēs. Lai aprēķinātu koncentrāciju, jums jāsalīdzina rādījumi ar zināmās koncentrācijas standartu rādījumiem. Tālāk norādītā procedūra ir diezgan vispārīga procedūra, kas rakstīta, paturot prātā ķīmijas mācību laboratoriju, taču to var modificēt arī citiem iestatījumiem.
Kā vienmēr, strādājot laboratorijā, ielieciet brilles, cimdus un mēteli ar garām piedurknēm, lai nodrošinātu savu drošību.
Saspiediet gumijas spuldzi, lai iztukšotu to no gaisa, pēc tam novietojiet to uz graduētā pipeta un ļaujiet spuldzei atslābināties, lai tā iesūktu ūdeni pipetē. Pēc tam noņemiet spuldzi un ar pirkstu aizveriet pipetes augšdaļu; tas noslēgs pipeti tā, lai šķīdums iekšpusē neplūst ārā, kamēr pirksts nav noņemts. Nedaudz paceliet pirksta malu, lai no pipetes izplūst nedaudz šķīduma, līdz sasniegsiet vēlamo tilpumu. Praktizējiet ar nedaudz ūdens un vārglāzi, lai sajustu, kā darbojas graduētais pipets. Saitei sadaļā Resursi ir filmas klips, kurā parādīts, kā lietot pipeti, ja nekad iepriekš neesat strādājis.
Marķējiet 5 testa mēģenes kā standartu 1.-5. Tos var marķēt, izmantojot maskēšanas lenti un pildspalvu vai izmantojot sausu dzēšanas marķieri.
Standartiem izvēlieties piecas koncentrācijas. Jūs vēlaties, lai standarta koncentrācijas tiktu atdalītas viena no otras ar aptuveni tādu pašu intervālu - piemēram, 0,1 mol, 0,2 mol, 0,3 mol utt. - un apmēram tādā pašā diapazonā, kā jūs domājat, ka būs jūsu nezināmais. Pagaidām izmantojiet šādas piecas koncentrācijas, taču atcerieties, ka tās būs jāmaina, veicot savu eksperimentu:
1. standarts: 0,1 molārs Standarts 2: 0,2 molārs Standarts 3: 0,3 molārs Standarts 4: 0,4 molārs Standarts 5: 0,5 molārs
Pēc tam paņemiet 1 molāro standartšķīdumu un pievienojiet šādus daudzumus testa mēģenēm 1-5. Atcerieties, ka šīs summas tiek aprēķinātas, izmantojot iepriekš uzskaitītās koncentrācijas, tāpēc, veicot savu eksperimentu, iespējams, tās vajadzēs mainīt.
Standarta 1: 0,8 mililitri Standarta 2: 1,6 mililitru Standarta 3: 2,4 mililitru Standarta 4: 3,2 mililitru Standarta 5: 4 mililitru
Noskalo graduēto pipeti un pēc tam pārlej šādus dejonizēta ūdens daudzumus:
Standarts 1: 7,2 mililitri Standarts 2: 6,4 mililitri Standarts 3: 5,6 mililitri Standarts 4: 4,8 mililitri Standarts 5: 4,0 mililitri
Būtībā ideja ir panākt šķīduma daudzumu katrā mēģenē līdz 8 mililitriem.
Katru standarta mēģeni aizvāc ar parafilmu un apgriež otrādi, lai sajauktu.
Atzīmējiet vēl piecas mēģenes kā "Nezināms 1-5." Katram pievienojiet tādu pašu daudzumu nezināmā vai testa šķīduma, kādu lietojāt standartam atbilstošajam 1 molārajam šķīdumam. Citiem vārdiem sakot, nezināmā 1 satur 0,8 mililitrus testa šķīduma un 7,2 mililitrus nezināms ūdens 2 satur 1,6 mililitrus testa šķīduma un 6,4 mililitrus ūdens utt tālāk.
Katru nezināmo vāciet ar parafilmu un uzmanīgi apgrieziet, lai sajauktu.
Ieslēdziet spektrofotometru un ļaujiet tam sasilt. Nepieciešamā laika ilgums būs atkarīgs no modeļa un ražotāja.
Spektrofotometrā iestatiet viļņa garumu. Viļņa garums būs atkarīgs no jūsu eksperimentā izmantotās ķīmiskās vielas veida. Pagaidām pieņemiet 500 nm, lai gan atcerieties, ka dažādiem eksperimentiem tas būs jāmaina.
Kalibrējiet spektrofotometru. Kalibrēšanas procedūra būs atšķirīga atkarībā no izmantotās ierīces. Spectronic 20, kas ir kopīgs modelis mācību laboratorijās, vispirms pielāgosiet mašīnu tā, lai tā rādītu "0 procenti T" kad nav ievietota kivete, tad noregulējiet to tā, lai tā rādītu "100% T", ja tukša kivete, kas satur tikai dejonizētu ūdeni, ielādēts. Šīs procedūras var atšķirties atkarībā no izmantotās mašīnas veida, tāpēc sīkāku informāciju skatiet ražotāja instrukcijās.
Pēc tam, kad iekārta ir kalibrēta, ņem standarta 1 mēģeni un ielej saturu tīrā kivetē, līdz tā sasniedz piepildīšanas līniju. Noslaukiet kiveti ar kimwipe, lai noņemtu visus pirkstu nospiedumus vai citus netīrumus. Ievietojiet kiveti spektrofotometrā un reģistrējiet "% T" rādījumu.
Atkārtojiet šo procedūru visiem 10 paraugiem. NEKĀRTĀK tīriet kiveti starp paraugiem, lai pārliecinātos, ka rezultāti ir pēc iespējas precīzāki.
Paņemiet standartu rezultātus un ievadiet tos izklājlapu / grafiku programmā, piemēram, Excel vai OpenOffice.
Izmantojot izklājlapu programmu, 100 procentus daliet ar katru no "% T" vērtībām standartiem, pēc tam ņemiet rezultātu žurnālu. Šis aprēķins dos jums absorbciju. Ja ievadīsit formulu, aprēķinu jūsu vietā veiks izklājlapu programma.
Piemērs: Ja% T ir 50,6, izklājlapu programmā ievadītā formula ir šāda:
baļķis (100 / 50,6)
Izklājlapu programma veiks aritmētiku.
Dariet to pašu visām piecām nezināmām / eksperimentālām vērtībām.
Uzzīmējiet visu piecu standartu absorbcijas vērtības ar koncentrāciju uz x ass un absorbciju uz y ass. Izmantojot izklājlapu programmu, šai diagrammai ievietojiet lineāru vienādojumu. Vienādojums būs formas y = mx + b. Lielākajai daļai izklājlapu programmu būs lineāra regresijas funkcija. Lai uzzinātu vairāk par lineārās regresijas funkcijas izmantošanu, skatiet izklājlapas programmas lietotāja rokasgrāmatu.
Ņemiet no savas izklājlapas programmas vispiemērotākās līnijas vienādojumu un atrisiniet to y, atņemot b no abām pusēm un abas puses dalot ar m. Rezultāts izskatīsies šādi:
(y - b) / m = x
kur b un m ir vērtības, kuras atrod jūsu izklājlapu programma.
Pārbaudiet savas absorbcijas vērtības nezināmajiem un izvēlieties trīs, kas ir aptuveni tādā pašā diapazonā kā standarti. Izmantojiet šīs trīs absorbcijas vērtības atlikušajiem aprēķiniem. Ja visi pieci ietilpst vienā diapazonā ar standartiem, to vietā varat izmantot visus piecus, bet jums jāizmanto vismaz trīs.
Pievienojiet katru no trim absorbcijas vērtībām savā vienādojumā y vietā. Atcerieties, ka jūsu vienādojums bija šādā formā:
(y - b) / m = x
Tātad, jūs vēlaties ieslēgt absorbcijas vērtību katram nezināmajam vienādojumā y vietā, pēc tam aprēķināt x. Lai veiktu šo aprēķinu un padarītu to ātrāku, varat izmantot izklājlapu programmu. Tagad jūs esat aprēķinājis interesējošās ķīmiskās vielas koncentrāciju trīs savos atšķaidītajos nezināmos. Sākotnējais šķīdums tika atšķaidīts, lai sagatavotu šos nezināmos, tāpēc jums tagad jāstrādā atpakaļ un jāaprēķina sākotnējā šķīduma koncentrācija, pamatojoties uz atšķaidīšanas koeficientu.
Katrs nezināmais paraugs, ko ievietojāt spektrofotometrā, tika atšķaidīts ar atšķirīgu daudzumu. Līdz ar to jums vajadzētu dalīt koncentrāciju, kuru esat aprēķinājis, pamatojoties uz absorbciju katram nezināmajam rādījumam, ar šādu:
Nezināms 1: dalīt ar 0,1 nezināms 2: dalīt ar 0,2 nezināms 3: dalīt ar 0,3 nezināms 4: dalīt ar 0,4 nezināms 5: dalīt ar 0,5
Tomēr atcerieties, ka šie skaitļi ir balstīti uz pieņēmumu, ka jūs izmantojat iepriekš aprakstītos atšķaidījumus. Neaizmirstiet mainīt šīs vērtības, ja paraugus atšķaidījāt ar citu daudzumu.
Pievienojiet savus rezultātus kopā un daliet tos ar rezultātu skaitu. Tas dos jums vidējo rādītāju. Norādiet šo skaitli kā sākotnējā šķīduma koncentrācijas secinājumu.
Jums nepieciešamās lietas
- Zīmulis
- Papīrs
- Kalkulators
- Cimdi
- Brilles
- Mētelis ar garām piedurknēm
- Spektrofotometrs
- Stikla kivetes
- Parafilma
- Kimwipes
- Dejonizēts ūdens
- Risinājums, kuru vēlaties pārbaudīt (nezināmas koncentrācijas)
- 1 testa šķīdumā esošās ķīmiskās vielas 1 molārais šķīdums
- Gradēts pipets un spuldze
- Mēģenes un mēģenes plaukts
- Vārglāze
Padomi
Šī procedūra var izklausīties sarežģīta, taču, tiklīdz esat sākusi, tā faktiski ir diezgan vienkārša. Lai iepazītos ar procedūru, mēģiniet noskatīties abus videoklipus sadaļā Resursi.