Спектрофотометрията е експериментална техника, използвана за измерване на концентрацията на разтворено вещество в определен разтвор чрез изчисляване на количеството светлина, погълнато от това вещество. Тази техника е много полезна, тъй като някои съединения също ще поглъщат различни дължини на вълната на светлината с различен интензитет. Като анализирате светлината, преминаваща през разтвор, можете да идентифицирате съединенията, разтворени в разтвора, и техните концентрации. Инструментът, използван за анализ на разтвори с тази техника в лабораторията, е спектрофотометър.
Стъпка
Част 1 от 3: Подготовка на пробата
Стъпка 1. Включете спектрофотометъра
Повечето спектрофотометри трябва да се затоплят, преди да могат да дадат точни измервания. Така че, стартирайте машината и след това я оставете да престои поне 15 минути, преди да измерите пробата.
Използвайте това време, за да подготвите пробата
Стъпка 2. Почистете кюветата или епруветката
В училищните лаборатории може да има епруветки за еднократна употреба, които не е необходимо първо да се почистват. Въпреки това, ако използвате обикновена кювета или епруветка, не забравяйте да почистите устройството внимателно преди употреба. Изплакнете всички кювети с дейонизирана вода.
- Използвайте кювети внимателно, тъй като те са доста скъпи.
- Докато използвате кюветата, не докосвайте страната, през която преминава светлината (обикновено чистата страна на контейнера).
Стъпка 3. Изсипете достатъчно проба в кюветата
Максималният обем на част от кюветата е 1 ml, докато максималният обем на епруветката е 5 ml. Вашите измервания трябва да бъдат точни, докато светлината на спектрофотометъра все още може да премине през пробата, а не в празна част от контейнера.
Ако използвате пипета за поставяне на проби, използвайте нов накрайник за всяка проба. По този начин може да се избегне кръстосано замърсяване
Стъпка 4. Пригответе контролния разтвор
Тези разтвори, известни също като заготовки или заготовки, съдържат само разтворителя в анализирания разтвор. Например, ако имате проба от сол, разтворена във вода, празният разтвор, от който се нуждаете, е вода. Ако водата, която използвате, е червена, трябва да използвате и червен празен разтвор. Използвайте подобен контейнер, за да държите празния разтвор в същия обем като пробата.
Стъпка 5. Избършете външната страна на кюветата
Преди да поставите кюветата в спектрофотометъра, трябва да се уверите, че е чиста, за да избегнете смущения в измерванията поради прахови частици или примеси. Използвайте кърпа без власинки, за да отстраните всички капчици вода или прах, залепнали от външната страна на кюветата.
Част 2 от 3: Експериментиране
Стъпка 1. Определете и регулирайте дължината на вълната на светлината, за да анализирате пробата
Използвайте една дължина на вълната светлина (монохроматичен лъч), за да увеличите ефективността на измерването. Изберете цвета на светлината, който може да бъде погълнат от химичното съдържание, за което се смята, че е разтворено в тестовата проба. Задайте дължината на вълната според спецификациите на спектрофотометъра, който използвате.
- В училищните лаборатории тези дължини на вълните обикновено се посочват в експерименталните инструкции.
- Тъй като пробата ще отразява цялата видима светлина, дължината на вълната на цвета на експерименталната светлина обикновено винаги е различна от цвета на пробата.
- Обектът изглежда с определен цвят, защото отразява определена дължина на вълната и абсорбира всички останали цветове. Тревата изглежда зелена, защото хлорофилът в нея отразява зелено и абсорбира други цветове.
Стъпка 2. Калибрирайте спектрофотометъра с празен разтвор
Поставете празния разтвор в държача на кюветата и затворете спектрофотометъра. На екрана на аналоговия спектрофотометър има игла, която ще се движи в зависимост от интензивността на откриване на светлина. След като се постави празният разтвор, иглата трябва да се премести надясно. Запишете тази стойност, в случай че имате нужда от нея по -късно. Оставете празния разтвор да остане в спектрофотометъра, след това плъзнете иглата до нула с помощта на регулиращото копче.
- Цифровите спектрофотометри също могат да бъдат калибрирани по същия начин. Този инструмент обаче е оборудван с цифров екран. Задайте отчитането на празния разтвор на 0 с копчето за управление.
- Дори ако празният разтвор бъде отстранен от спектрофотометъра, калибрирането ще остане валидно. Така че, когато измервате цялата проба, абсорбцията на заготовката ще бъде автоматично намалена.
Стъпка 3. Извадете заготовката и тествайте резултатите от калибрирането на спектрофотометъра
Дори след отстраняване на празния разтвор от спектрофотометъра, иглата или номерът на екрана все още трябва да отчита 0. Поставете празния разтвор обратно в спектрофотометъра и се уверете, че показанията не се променят. Ако спектрофотометърът е калибриран правилно с помощта на празен разтвор, резултатът на екрана все още трябва да бъде 0.
- Ако иглата или номерът на екрана не четат 0, повторете стъпките за калибриране с празен разтвор.
- Ако проблемът продължава, потърсете помощ или накарайте някой да провери спектрофотометъра.
Стъпка 4. Измерете абсорбцията на пробата
Извадете празния разтвор и поставете пробата в спектрофотометъра. Изчакайте около 10 секунди, докато ръцете се стабилизират или цифрите на цифровия дисплей спрат да се променят. Запишете процента на пропускливост и/или абсорбция на пробата.
- Колкото повече светлина се пропуска, толкова по -малко светлина се абсорбира. Обикновено трябва да запишете стойността на абсорбция на пробата, която обикновено се изразява като десетично число, например 0,43.
- Повторете измерването на всяка проба поне три пъти и след това изчислете средната стойност. По този начин резултатите, които получавате, ще бъдат по -точни.
Стъпка 5. Повторете експеримента с различни дължини на вълната светлина
Вашата проба може да съдържа няколко съединения, които имат различни абсорбции в зависимост от дължината на вълната на светлината. За да намалите несигурността, повторете измерванията на пробата на интервали от 25 nm дължина на вълната в светлинния спектър. По този начин можете да откриете други разтворени химикали в пробата.
Част 3 от 3: Анализ на данните за абсорбцията
Стъпка 1. Изчислете пропускливостта и абсорбцията на пробата
Пропускливостта е колко светлина може да премине през пробата и да достигне до спектрофотометъра. Междувременно абсорбцията е колко светлина се абсорбира от един от разтворените химикали в пробата. Има много съвременни спектрофотометри, които дават изход под формата на пропускливост и абсорбция. Ако обаче получите стойност на интензитета на светлината, можете също да изчислите тези две стойности сами.
- Пропускливостта (T) може да бъде определена чрез разделяне на интензитета на светлината, преминаваща през разтвора на пробата, на количеството светлина, преминаващо през празния разтвор. Тази стойност обикновено се изразява като десетично число или процент. T = I/I0, където I е интензитетът на пробата и I0 е интензитетът на заготовката.
- Абсорбцията (A) се изразява като отрицателна основа 10 логаритъм (степенна) пропускливост: A = -log10Т. И така, ако T = 0, 1, A = 1 (0, 1 е 10 до степента на -1). Това означава, че 10% от светлината се пропуска, докато 90% се абсорбира. Междувременно, ако T = 0.01, A = 2 (0.01 е 10 към степента -2). Това означава, че пропуснатата светлина е 0,1%.
Стъпка 2. Начертайте стойността на абсорбцията спрямо дължината на вълната
Изразете стойността на абсорбцията като оста y и дължината на вълната като оста x. От точките на всички резултати от абсорбцията във всяка дължина на вълната ще получите спектъра на абсорбция на пробата и ще идентифицирате съдържанието на съединението и неговото съотношение в пробата.
Спектрите на абсорбция обикновено имат пикове при определени дължини на вълните. Тези пикови дължини на вълните ви позволяват да идентифицирате специфични съединения
Стъпка 3. Сравнете своя спектър на абсорбция с графика на известно съединение
Всяко съединение има уникален спектър на абсорбция и винаги има една и съща пикова дължина на вълната при всяко измерване. Сравнявайки графиката, която получавате с графика на известно известно съединение, можете да идентифицирате съдържанието на разтвореното вещество в разтвора на пробата.
