Загрузить PDF
Загрузить PDF
Спектрофотометрия – экспериментальный метод, который позволяет измерить концентрацию растворенных веществ по количеству поглощаемого раствором света. [1] X Источник информации Высокая эффективность данного метода обусловлена тем, что различные соединения по-разному поглощают свет с той или иной длиной волны. По количеству прошедшего сквозь раствор света можно выяснить, какие соединения присутствуют в растворе, и определить их концентрации. В лабораториях для этого используют специальный прибор – спектрофотометр.
Шаги
-
Включите спектрофотометр. Большинству спектрофотометров необходим предварительный разогрев – это помогает получить более точные результаты. Включите прибор и подождите хотя бы 15 минут, прежде чем приступать к измерениям. [2] X Источник информации
- Используйте время разогрева прибора для подготовки образцов.
-
Помойте кюветы и пробирки. При выполнении лабораторной работы в школе вам могут выдать одноразовые пробирки, которые не нужно чистить. Если же вы используете многоразовые кюветы или пробирки, перед работой их необходимо как следует вымыть. Тщательно помойте всю посуду деионизированной водой.
- Соблюдайте осторожность при обращении с кюветами, так как они могут быть довольно дорогими.
- Не прикасайтесь руками к тем местам на стенке кюветы, через которые будет проходить свет (обычно это прозрачные стороны). [3] X Источник информации
-
Залейте в кювету требуемое количество исследуемой жидкости. Максимальный объем некоторых кювет составляет 1 миллилитр (мл), в то время как пробирки могут быть рассчитаны на 5 миллилитров. Для получения точных результатов необходимо, чтобы луч лазера проходил через жидкость и не задевал пустую часть емкости.
- Если вы переливаете исследуемую жидкость с помощью пипетки, используйте для каждого раствора новую пипетку, чтобы избежать перекрестного загрязнения образцов. [4] X Источник информации
-
Приготовьте контрольный раствор. Контрольный, или холостой раствор представляет собой чистый растворитель, без присутствующих в других образцах примесей. Например, если вы растворили в воде соль, в качестве холостого раствора следует взять простую воду. Если при этом вы окрасили воду в красный цвет, в качестве холостого раствора также необходимо взять красную воду. Холостой раствор должен иметь тот же объем, что и исследуемые растворы, и его следует налить в такую же емкость. [5] X Источник информации
-
Протрите наружную поверхность кюветы. Прежде чем поместить кювету в спектрофотометр, необходимо убедиться, что она чистая, иначе частицы грязи и пыли могут исказить результаты. Протрите безворсовой тканью стенку кюветы снаружи, чтобы удалить возможные капли воды и частички пыли. [6] X Источник информацииРеклама
-
Выберите и задайте длину волны света для анализа образцов. Для большей точности используйте свет с одной длиной волны (монохроматический свет). Необходимо выбрать такую длину волны, чтобы свет поглощался одним из соединений, которое предположительно входит в состав исследуемого раствора. Выставьте выбранную длину волны на спектрофотометре в соответствии с инструкциями по эксплуатации прибора. [7] X Источник информации
- При лабораторных занятиях длину волны света может задать преподаватель.
- Поскольку образец отражает весь свет с той длиной волны, которая соответствует цвету данного раствора, в эксперименте следует использовать свет с другой длиной волны.
- Предметы имеют тот или иной цвет ввиду того, что они отражают свет с соответствующей длиной волны и поглощают излучение с другими длинами волн. Трава зеленая из-за того, что в ней содержится хлорофилл, который отражает зеленый свет и поглощает свет с другими длинами волн. [8] X Источник информации
-
Откалибруйте прибор по холостому раствору. Поместите в держатель спектрофотометра кювету с холостым раствором и закройте крышку прибора. Аналоговые спектрофотометры снабжены шкалой со стрелкой, угол отклонения которой определяется интенсивностью прошедшего света. В случае холостого раствора стрелка отклонится вправо. Запишите показания прибора на случай, если они понадобятся вам в дальнейшем. Затем переведите стрелку в нулевое положение с помощью ручки настройки (при этом холостой раствор должен по-прежнему оставаться в приборе).
- Цифровые спектрофотометры вместо шкалы снабжены дисплеем, и их можно откалибровать таким же образом. Установите ноль для холостого раствора с помощью кнопок настройки.
- Калибровка сохранится и после того, как вы достанете холостой раствор. При работе с остальными образцами свет, который поглощается беспримесным растворителем, будет автоматически вычитаться из показаний прибора.
-
Достаньте кювету с холостым раствором и проверьте калибровку. В отсутствие холостого раствора стрелка должна остаться на нулевой отметке (или на дисплее должен сохраниться ноль). Вновь поместите в прибор холостой раствор и убедитесь в том, что спектрофотометр по-прежнему показывает ноль. При правильной калибровке прибор должен показывать ноль и с холостым раствором, и без него.
- В случае ненулевых показаний прибора повторите калибровку с холостым раствором.
- В случае дальнейших проблем попросите о помощи или обратитесь к обслуживающему прибор техническому персоналу.
-
Измерьте оптическую плотность экспериментального образца. Достаньте из прибора холостой раствор и поместите в него исследуемый образец. Подождите примерно 10 минут, пока стрелка не успокоится или пока не перестанут изменяться цифры на дисплее. После этого запишите значение коэффициента пропускания и/или оптической плотности.
- Чем больше света проходит через образец, тем меньше света он поглощает. Обычно записывают значения оптической плотности, которые имеют вид десятичной дроби, например 0,43.
- Повторите измерения для каждого образца по меньшей мере три раза и найдите средние значения. Таким образом вы получите более точные результаты.
-
Повторите эксперимент для других длин волн. [9] X Источник информации Образец может содержать несколько неизвестных примесей, которые поглощают свет при разной длине волны. Чтобы исключить неопределенность, повторите измерения с шагом 25 нанометров для всего спектра. Это позволит вам определить другие соединения, которые входят в состав изучаемого раствора.Реклама
-
Рассчитайте коэффициент пропускания и оптическую плотность образца. Коэффициент пропускания показывает, какая доля света прошла через образец и достигла детектора спектрофотометра. Оптическая плотность показывает, сколько света поглотило одно из соединений, растворенных в жидкости. Многие современные спектрофотометры сразу выдают значения коэффициента пропускания и оптической плотности, но если вы записали значения интенсивности, то сможете рассчитать эти величины самостоятельно. [10] X Источник информации
- Коэффициент пропускания (T) находится путем деления интенсивности прошедшего через образец света на интенсивность света, который прошел через холостой раствор. Как правило, этот коэффициент записывается в виде десятичной дроби или процентов. T = I/I 0 , где I – интенсивность света, прошедшего через исследуемый образец, I 0 – интенсивность света, прошедшего через холостой раствор.
- Оптическая плотность (A) равна логарифму по основанию 10 от коэффициента пропускания, взятому с отрицательным знаком: A = -log 10 T. [11] X Источник информации Если T составляет 0,1, то A равно 1 (0,1 равно 10 в степени -1), то есть 10 процентов света проходит, а 90 процентов поглощается. При T=0,01 оптическая плотность A составляет 2 (0,01 равно 10 в степени -2), то есть проходит всего 1 процент света.
-
Постройте зависимость оптической плотности от длины волны. Отложите оптическую плотность по вертикальной оси ОY, а на горизонтальной оси ОX отметьте использованные длины волн. Пики оптической плотности для каждой использованной длины волны составляют спектр поглощения данного образца, [12] X Источник информации по которому можно определить, какие вещества и в каких пропорциях растворены в этом образце.
- Спектр поглощения обычно имеет максимумы при определенных длинах волн, по которым можно определить входящие в раствор вещества.
-
Сравните полученный спектр поглощения с известными спектрами поглощения для различных веществ. Каждое соединение имеет характерный спектр поглощения, оно всегда дает пик при одной и той же длине волны. Сравните спектр неизвестного раствора с известными спектрами различных веществ и определите, какие соединения входят в ваш раствор.
- С помощью данного метода можно также выявить загрязнение образца. Если вы ожидаете получить один отчетливый пик при определенной длине волны, а вместо этого обнаруживаете два отдельных пика, значит, с вашим образцом что-то не так.
Реклама
Что вам понадобится
- Спектрофотометр
- Раствор для исследования
- Чистый растворитель (для контрольного раствора)
- Емкости для исследуемого и контрольного растворов (кюветы, пробирки и тому подобное)
Источники
- ↑ http://www2.bren.ucsb.edu/~keller/courses/esm223/Spectrometer_analysis.pdf
- ↑ http://www.oneonta.edu/faculty/kotzjc/LAB/Spec_intro.pdf
- ↑ http://www2.bren.ucsb.edu/~keller/courses/esm223/Spectrometer_analysis.pdf
- ↑ http://www2.bren.ucsb.edu/~keller/courses/esm223/Spectrometer_analysis.pdf
- ↑ http://www.oneonta.edu/faculty/kotzjc/LAB/Spec_intro.pdf
- ↑ http://www2.bren.ucsb.edu/~keller/courses/esm223/Spectrometer_analysis.pdf
- ↑ http://www.oneonta.edu/faculty/kotzjc/LAB/Spec_intro.pdf
- ↑ http://www.oneonta.edu/faculty/kotzjc/LAB/Spec_intro.pdf
- ↑ http://www.oneonta.edu/faculty/kotzjc/LAB/Spec_intro.pdf
Об этой статье
Эту страницу просматривали 28 574 раза.
Реклама
