Jak strávit spektrofotometrickou analýzu: 13 kroků

Spektrofotometrie - experimentální metoda, která vám umožní měřit koncentraci rozpuštěných látek množství absorbovaného světla. Vysoká účinnost této metody je způsobena skutečností, že různé sloučeniny jsou odlišně absorbovány světlem s určitou vlnovou délkou. Ve výši světla lze zjistit, které sloučeniny jsou přítomny v roztoku a určují jejich koncentrace. V laboratořích se pro tento spektrofotometr používá speciální zařízení.

Kroky

Část 1 z 3:

Příprava vzorků

jeden. Zapněte spektrofotometr. Většina spektrofotometrů potřebuje předběžné vytápění - pomáhá získat přesnější výsledky. Před pokračováním na měření zapněte zařízení a počkejte alespoň 15 minut.

Pro přípravu vzorků použijte čas zahřátí.

Obrázek s názvem Do spektrofotometrické analýzy Krok 2

2. Opláchněte kyvet a zkumavky. Při provádění laboratorní práce ve škole můžete poskytnout jednorázové zkumavky, které nemusí být vyčištěny. Pokud používáte opakovaně použitelné kyvety nebo zkumavky, musí být před prací propláchnuty. Důkladně umyjte všechna nádobí deionizovanou vodou.

Pozorovat opatrnost při manipulaci s kyvetem, protože mohou být poměrně drahé.

Nedotýkejte se vašich rukou na těchto místech na zdi kyvety, přes které světlo projde (obvykle transparentní strany).

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 3

3. Vyplňte kyvetu požadované množství studia tekutiny. Maximální objem některé kyvety je 1 mililitr (ml), zatímco zkumavky lze vypočítat 5 mililitry. Pro dosažení přesných výsledků je nutné, aby laserový paprsek prošel kapalinou a neublížil prázdnou část nádrže.

Pokud použijete studijní kapalinu pomocí pipety, použijte novou pipetu pro každé řešení, abyste se vyhnuli křížové kontaminaci vzorků.

Obrázek s názvem Do spektrofotometrické analýzy Krok 4

4. Připravte řídicí řešení. Řízení nebo nečinný roztok je čistý rozpouštědlo, bez nečistot přítomných v jiných vzorcích. Pokud například rozpustíte sůl ve vodě, měla by být umístěna jako jediné řešení. Pokud máte barevnou vodu v červené barvě, je také nutné vzít červenou vodu jako volnoběhu. Idle řešení musí mít stejný objem jako studované roztoky a měl by se nalit do stejné nádoby.

Obrázek s názvem Do spektrofotometrické analýzy Krok 5

Pět. Otřete venkovní plochu kyvety. Před umístěním kyvety do spektrofotometru je nutné se ujistit, že je čistý, jinak mohou částice nečistot a prachu zkreslit výsledky. Otřete hadřík bez vláken s kyvetovou stěnou venku, abyste odstranili možné kapky vody a prachových částic.

Část 2 z 3:

Experiment

jeden. Vyberte a nastavte vlnovou délku světla pro analýzu vzorků. Pro větší přesnost použijte světlo s jednou vlnovou délkou (monochromatické světlo). Je nutné si vybrat takovou vlnovou délku tak, aby světlo bylo absorbováno jednou ze sloučenin, které má být součástí studia roztoku. Zasuňte vybranou vlnovou délku na spektrofotometru v souladu s pokyny pro provoz přístroje.

S laboratorními třídami může vlnová délka světla požádat učitele.
Vzhledem k tomu, že vzorek odráží všechny světlo z vlnové délky, která odpovídá barvě tohoto roztoku, experiment by měl používat světlo na jiné vlnové délce.
Objekty mají jednu nebo jinou barvu v důsledku skutečnosti, že odrážejí světlo s odpovídající vlnovou délkou a absorbovat záření s jinými vlnovými délkami. Tráva zelená díky tomu, že obsahuje chlorofyl, který odráží zelené světlo a absorbuje světlo s jinými vlnovými délkami.

Obrázek s názvem Do spektrofotometrické analýzy Krok 7

2. Kalibrovat zařízení v nečinnosti. Umístěte v držáku spektrofotometru kyvety s nečinným a zavřete kryt zařízení. Analogové spektrofotometry jsou vybaveny šipkou, úhel odchylky, která je stanovena intenzitou posledního světla. V případě nečinnosti se šipka odmítne správně. Zapište si čtení přístroje v případě, že vás potřebují později. Poté přesuňte šipku na nulovou polohu pomocí nastavovacího knoflíku (zatímco volnoběžné řešení by mělo zůstat v zařízení).

Digitální spektrofotometry namísto stupnice jsou vybaveny displejem a mohou být kalibrovány stejným způsobem. Nastavte nulu pro volnoběh s tlačítky nastavení.

Kalibrace bude pokračovat poté, co dostanete idle řešení. Při práci se zbytkem vzorků se světlo, které je absorbováno nedovolenými rozpouštědlem, bude automaticky odečteno od odečtení přístroje.

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 8

3. Získejte spící s nečinným a zkontrolujte kalibraci. V nepřítomnosti volnoběhu by šipka měla zůstat na nulové značce (na displeji je třeba zachovat). Regle k vložení roztoku do zařízení a ujistěte se, že spektrofotometr stále zobrazuje nulu. S řádnou kalibrací musí přístroj zobrazit nulu a s nečinným roztokem a bez něj.

V případě nulových odečtů přístroje opakujte kalibraci jediným řešením.

V případě dalších problémů požádejte o pomoc nebo odkazujte na servisní zařízení technickými pracovníky.

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 9

4. Změřte optickou hustotu experimentálního vzorku. Vystupte z roztoku volnoběhu zařízení a umístěte do něj vzorek. Počkejte asi 10 minut, dokud se šipka neuklidí nebo dokud se čísla nezastaví měnit. Poté zapište hodnotu hodnoty propustnosti a / nebo optické hustoty.

Čím více světla prochází vzorkem, tím menší je světlo, které absorbuje. Typicky zaznamenává hodnoty optických hustoty, které mají formu desetinné frakce, například 0,43.

Opakujte měření pro každý vzorek alespoň třikrát a vyhledejte průměrné hodnoty. Takže dostanete přesnější výsledky.

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 10

Pět. Opakujte experiment pro jiné vlnové délky. Vzorek může obsahovat několik neznámých nečistot, které absorbují světlo s různou vlnovou délkou. Chcete-li odstranit nejistotu, opakujte měření v 25 nanometrech v celém spektru. To vám umožní definovat další sloučeniny, které jsou součástí studovaného řešení.

Část 3 z 3:

Analýza získaných dat

jeden. Vypočítejte koeficient přenosu a optickou hustotu vzorku. Šířka pásma ukazuje, jak podíl světla prošel vzorkem a dosáhl detektoru spektrofotometru. Optická hustota ukazuje, kolik světla absorbuje jeden ze sloučenin rozpustí v kapalině. Mnoho moderních spektrofotometrů okamžitě dává hodnoty poměru převodovky a optické hustoty, ale pokud jste zaznamenali hodnoty intenzity, můžete tyto hodnoty vypočítat sami.

Koeficient přenosu (t) je rozdělením intenzity světla přes světelný vzorek na intenzitě světla, které prošlo volnoběžným roztokem. Tento koeficient je zpravidla napsán ve formě desetinné frakce nebo procenta. T = I / I₀, kde jsem intenzita světla, která prošla studovaným vzorkem, já₀ - intenzita světla, které prošlo idle řešení.
Optická hustota (A) se rovná logaritmu pro základnu 10 z přenosového koeficientu pořízeného s negativního znaku: a = -log₁₀T. Pokud je t je 0,1, pak A je 1 (0,1 odpovídá 10 do stupně -1), to znamená, že 10% světelných průchodů a 90% je absorbováno. Při t = 0,01, optická hustota A je 2 (0,01 je 10 až stupeň -2), to znamená, že pouze 1% průchodů světla.

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 12

2. Sestavte závislost optické hustoty z vlnové délky. Odložte optickou hustotu na svislé ose Oy a na vodorovnou osu Ox, označte použité vlnové délky. Optická hustota Peaky pro každou použitou vlnovou délku jsou absorpční spektrum tohoto vzorku, které mohou být stanoveny, které látky a v jakých poměrech se v tomto vzorku rozpustí.

Absorpční spektrum má obvykle maxima při určitých vlnových délkách, podle které můžete určit výslednou látku.

Obrázek s názvem Spektrofotometrická analýza Krok 13

3. Porovnat výsledné absorpční spektrum se známým absorpčním spektrem pro různé látky. Každá sloučenina má charakteristické absorpční spektrum, vždy dává pík na stejné vlnové délce. Porovnejte spektrum neznámého roztoku se známou spektrou různých látek a určete, které spojení jsou součástí vašeho řešení.

S touto metodou můžete také identifikovat kontaminaci vzorku. Pokud očekáváte, že obdržíte jeden odlišný pík určité vlnové délce, a místo toho detekujete dva samostatné vrchol, znamená to, že se něco mýlíte se svým vzorkem.

Co potřebuješ

Spektrofotometr
Řešení pro výzkum
Vyčistěte rozpouštědlo (pro řídicí roztok)
Kapacity pro studované a řídicí řešení (kyveta, zkumavky a podobně)