Spectrofotometrie is een instrument van onschatbare waarde in de chemie en biologie. Het basisidee is simpel: verschillende stoffen absorberen licht/elektromagnetische straling bij de ene golflengte beter dan bij de andere. Daarom zijn sommige materialen transparant, terwijl andere bijvoorbeeld gekleurd zijn. Wanneer je licht van een bepaalde golflengte door een oplossing laat schijnen, hoe hoger de concentratie, hoe meer licht het zal absorberen. Om de concentratie te berekenen, moet u uw aflezing vergelijken met de aflezingen voor standaarden van bekende concentratie. De onderstaande procedure is een vrij generieke procedure die is geschreven met een scheikunde-onderwijslab in gedachten, maar kan ook worden aangepast voor andere instellingen.
Zoals altijd wanneer u in een laboratorium werkt, moet u uw veiligheidsbril, handschoenen en jas met lange mouwen aantrekken om uw eigen veiligheid te garanderen.
Knijp in de rubberen bol om hem te ontluchten, plaats hem dan op uw maatpipet en laat de bol ontspannen zodat hij water in de pipet zuigt. Verwijder vervolgens de lamp en sluit de bovenkant van de pipet af met uw vinger; hierdoor wordt de pipet afgesloten, zodat de oplossing binnenin niet naar buiten stroomt totdat uw vinger is verwijderd. Til de rand van uw vinger iets op om een beetje oplossing uit de pipet te laten stromen, totdat u het gewenste volume heeft bereikt. Oefen met wat water en een bekerglas om te voelen hoe de maatpipet werkt. De link onder de sectie Bronnen bevat een filmpje om u te laten zien hoe u een pipet gebruikt voor het geval u er nog nooit mee hebt gewerkt.
Label 5 reageerbuisjes als standaard 1-5. U kunt ze labelen met plakband en een pen of met een droog uitwisbare marker.
Kies vijf concentraties voor uw normen. U wilt dat de standaardconcentraties met ongeveer hetzelfde interval van elkaar worden gescheiden - bijvoorbeeld 0,1 molair, 0,2 molair, 0,3 molair, enz. -- en in ongeveer hetzelfde bereik als wat u verwacht dat uw onbekende zal zijn. Gebruik voorlopig de volgende vijf concentraties, maar onthoud dat u deze moet aanpassen wanneer u uw eigen experiment uitvoert:
Standaard 1: 0,1 molair Standaard 2: 0,2 molair Standaard 3: 0,3 molair Standaard 4: 0,4 molair Standaard 5: 0,5 molair
Neem vervolgens de 1 molaire standaardoplossing en voeg de volgende hoeveelheden toe aan reageerbuisjes 1-5. Onthoud dat deze hoeveelheden worden berekend met behulp van de hierboven vermelde concentraties, dus het kan zijn dat u ze indien nodig moet aanpassen wanneer u uw eigen experiment uitvoert.
Standaard 1: 0,8 milliliter Standaard 2: 1,6 milliliter Standaard 3: 2,4 milliliter Standaard 4: 3,2 milliliter Standaard 5: 4 milliliter
Spoel de maatpipet af en breng vervolgens de volgende hoeveelheden gedeïoniseerd water over:
Standaard 1: 7,2 milliliter Standaard 2: 6,4 milliliter Standaard 3: 5,6 milliliter Standaard 4: 4,8 milliliter Standaard 5: 4,0 milliliter
Kortom, het idee is om de hoeveelheid oplossing in elke buis op 8 milliliter te brengen.
Sluit elk van de standaardbuizen af met parafilm en keer ze om om te mengen.
Markeer nog eens vijf reageerbuizen als 'Onbekend 1-5'. Voeg aan elk dezelfde hoeveelheid van uw onbekende of testoplossing toe als bij de 1 molaire oplossing voor de standaarden. Met andere woorden, onbekend 1 bevat 0,8 milliliter testoplossing en 7,2 milliliter water, onbekend 2 bevat 1,6 milliliter testoplossing en 6,4 milliliter water, enzovoort vooruit.
Sluit elk van de onbekenden af met parafilm en keer voorzichtig om om te mengen.
Zet de spectrofotometer aan en laat hem opwarmen. De benodigde tijd is afhankelijk van het model en de fabrikant.
Stel de golflengte in op de spectrofotometer. De golflengte hangt af van het type chemische stof in uw experiment. Ga voorlopig uit van 500 nm, maar onthoud dat je dit voor verschillende experimenten moet veranderen.
Kalibreer uw spectrofotometer. De kalibratieprocedure is afhankelijk van het apparaat dat u gebruikt. Voor de Spectronic 20, een veelvoorkomend model in onderwijslaboratoria, stelt u eerst de machine af zodat deze "0 procent T" aangeeft als er geen cuvet is geladen, pas het dan aan zodat het "100 % T" aangeeft wanneer een blanco cuvet met alleen gedeïoniseerd water wordt geladen. Deze procedures kunnen variëren afhankelijk van het soort machine dat u gebruikt, dus raadpleeg de instructies van de fabrikant voor details.
Nadat de machine is gekalibreerd, neemt u de standaard 1 reageerbuis en giet u de inhoud in een schone cuvet totdat ze de vullijn bereiken. Veeg de cuvet af met een kimwipe om vingerafdrukken of ander vuil te verwijderen. Plaats de cuvet in de spectrofotometer en noteer de "%T"-meting.
Herhaal deze procedure voor alle 10 monsters. WEES ZEKER dat u de cuvet tussen de monsters door reinigt om ervoor te zorgen dat uw resultaten zo nauwkeurig mogelijk zijn.
Neem de resultaten voor uw standaarden en voer ze in een spreadsheet/grafiekprogramma zoals Excel of OpenOffice in.
Gebruik het spreadsheetprogramma om 100 procent te delen door elk van de "%T" -waarden voor de normen en neem vervolgens het logboek van het resultaat. Deze berekening geeft u de absorptie. Als u de formule invoert, zal uw spreadsheetprogramma de berekening voor u doen.
Voorbeeld: Als de %T 50,6 is, ziet de formule die u in het spreadsheetprogramma invoert er als volgt uit:
logboek (100 / 50,6)
Het spreadsheetprogramma zal de rekenkunde doen.
Doe hetzelfde voor alle vijf onbekende/experimentele waarden.
Maak een grafiek van de absorptiewaarden voor alle vijf de standaarden, met concentratie op de x-as en absorptie op de y-as. Gebruik het spreadsheetprogramma om een lineaire vergelijking in deze grafiek te passen. De vergelijking heeft de vorm y = mx + b. De meeste spreadsheetprogramma's hebben een lineaire regressiefunctie. Raadpleeg de gebruikershandleiding van uw spreadsheetprogramma voor details over het gebruik van de lineaire regressiefunctie.
Neem de vergelijking voor de best passende lijn uit uw spreadsheetprogramma en los deze op voor y door b van beide zijden af te trekken en beide zijden te delen door m. Het resultaat zal er als volgt uitzien:
(y - b)/m = x
waarbij b en m waarden zijn die door uw spreadsheetprogramma zijn gevonden.
Controleer uw absorptiewaarden voor de onbekenden en kies er drie die ongeveer in hetzelfde bereik vallen als de normen. Gebruik deze drie absorptiewaarden voor uw resterende berekeningen. Als ze alle vijf binnen hetzelfde bereik vallen als de normen, kunt u ze alle vijf gebruiken, maar u moet er minstens drie gebruiken.
Steek elk van de drie absorptiewaarden in uw vergelijking in plaats van y. Onthoud dat uw vergelijking in de volgende vorm was:
(y - b)/m = x
U wilt dus de absorptiewaarde voor elke onbekende in de vergelijking plaatsen in plaats van y, en vervolgens x berekenen. U kunt het spreadsheetprogramma gebruiken om deze berekening voor u te doen en het sneller te maken. U hebt nu de concentratie van de betreffende chemische stof berekend in drie van uw verdunde onbekenden. De oorspronkelijke oplossing is echter verdund om deze onbekenden voor te bereiden, dus u moet nu achteruit werken en de concentratie van de oorspronkelijke oplossing berekenen op basis van de verdunningsfactor.
Elk onbekend monster dat u in de spectrofotometer stopte, werd met een andere hoeveelheid verdund. Daarom moet u nu de concentratie die u hebt berekend op basis van de absorptie voor elke onbekende meting delen door het volgende:
Onbekend 1: Delen door 0,1 Onbekend 2: Delen door 0,2 Onbekend 3: Delen door 0,3 Onbekend 4: Delen door 0,4 Onbekend 5: Delen door 0,5
Houd er echter rekening mee dat deze cijfers zijn gebaseerd op de veronderstelling dat u de hierboven beschreven verdunningen gebruikt. Vergeet niet om deze waarden te wijzigen als u uw monsters met een andere hoeveelheid hebt verdund.
Tel je resultaten bij elkaar op en deel ze door het aantal resultaten. Dit geeft je een gemiddelde. Rapporteer dit nummer als uw bevinding voor de concentratie van de oorspronkelijke oplossing.
Dingen die je nodig hebt
- Potlood
- Papier
- Rekenmachine
- Handschoenen
- Stofbril
- Jas met lange mouwen
- Spectrofotometer
- Glazen cuvetten
- Parafilm
- Kimwipes
- Gedeïoniseerd water
- Oplossing die u wilt testen (van onbekende concentratie)
- 1 molaire standaardoplossing van de chemische stof die in uw testoplossing aanwezig is
- Gegradueerde pipet & bol
- Reageerbuisjes & reageerbuisrek
- Beker
Tips
Deze procedure klinkt misschien ingewikkeld, maar het is eigenlijk vrij eenvoudig als je eenmaal bent begonnen. Probeer de twee video's onder het gedeelte Bronnen te bekijken om vertrouwd te raken met de procedure.
