Sisältö
Spektrofotometria on korvaamaton työkalu kemiassa ja biologiassa. Perusajatus on yksinkertainen: eri aineet absorboivat valoa / sähkömagneettista säteilyä paremmin joillakin aallonpituuksilla kuin toisilla. Siksi jotkut materiaalit ovat läpinäkyviä, kun taas toiset ovat esimerkiksi värillisiä. Kun loistat tietyn aallonpituuden valoa liuoksen läpi, sitä korkeampi sen pitoisuus on, sitä enemmän valoa se absorboi. Pitoisuuden laskemiseksi sinun on verrattava lukemasi tunnetun pitoisuuden standardien lukemiin. Seuraava menetelmä on melko yleinen menetelmä, joka on kirjoitettu kemian opetuslaboratorion mielessä, mutta sitä voidaan muokata myös muihin asetuksiin.
Kuten aina laboratoriossa työskennellessäsi, laita suojalasit, käsineet ja pitkähihainen takki omalle turvallisuudellesi.
Purista kumisipulia tyhjentääksesi sen ilmasta, aseta se sitten valmistetun pipetin päälle ja anna lampun rentoutua niin, että se imee vettä pipettiin. Poista seuraavaksi polttimo ja korjaa pipetin yläosa sormella; tämä sulkee pipetin siten, että liuos ei valu ulos, kunnes sormesi poistetaan. Nosta sormen reunaa hiukan, jotta pieni liuos pääsee virtaamaan pipetistä, kunnes olet saavuttanut haluamasi tilavuuden. Harjoittele vedellä ja dekantterilasiin saadaksesi selville, kuinka valmistettu pipetti toimii. Resurssit-osion alla olevassa linkissä on elokuva, joka näyttää sinulle, kuinka käyttää pipettiä, jos et ole koskaan työskennellyt sen kanssa aiemmin.
Merkitse 5 koeputkea vakiona 1-5. Voit merkitä ne käyttämällä maalausteippiä ja kynää tai kuivakuivausmerkkiä.
Valitse viisi konsentraatiota standardillesi. Haluat, että standardipitoisuudet erotetaan toisistaan suunnilleen samalla välellä - esimerkiksi 0,1 moolia, 0,2 moolia, 0,3 moolia jne. - ja suunnilleen samalla alueella kuin mitä odotat tuntemattoman olevan. Käytä toistaiseksi seuraavia viittä pitoisuutta, mutta muista, että joudut muuttamaan näitä suorittaessasi omaa koetta:
Vakio 1: 0,1 molaarinen Vakio 2: 0,2 molaarinen Vakio 3: 0,3 molaarinen Vakio 4: 0,4 molaarinen Vakio 5: 0,5 molaarinen
Seuraavaksi ota 1 molaarinen standardiliuos ja lisää seuraavat määrät koeputkiin 1-5. Muista, että nämä määrät on laskettu käyttämällä yllä lueteltuja pitoisuuksia, joten joudut ehkä muuttamaan niitä tarpeen mukaan suorittaessasi omaa koetta.
Vakio 1: 0,8 millilitraa Standardi 2: 1,6 millilitraa Standardi 3: 2,4 millilitraa Standardi 4: 3,2 millilitraa Standardi 5: 4 millilitraa
Huuhtele mittapipetti ja siirrä sitten seuraavat määrät deionisoitua vettä:
Vakio 1: 7,2 millilitraa Standardi 2: 6,4 millilitraa Standardi 3: 5,6 millilitraa Standardi 4: 4,8 millilitraa Standardi 5: 4,0 millilitraa
Periaatteessa ideana on tuoda liuosmäärä jokaisessa putkessa enintään 8 millilitraa.
Korkki jokainen standardiputki parafilmillä ja käännä ne sekoittamaan.
Merkitse vielä viisi koeputkea tunnuksella "Tuntematon 1-5". Lisää samat määrät tuntematonta tai testiliuosta jokaisessa kuin käytit standardien 1 molaarisen liuoksen kanssa. Toisin sanoen tuntematon 1 sisältää 0,8 millilitraa testiliuosta ja 7,2 millilitraa vettä, tuntematon 2 sisältää 1,6 millilitraa testiliuosta ja 6,4 millilitraa vettä ja niin edelleen.
Suojaa jokainen tuntematon parafilmillä ja käännä se varovasti ylösalaisin.
Käynnistä spektrofotometri ja anna sen lämmetä. Tarvittava aika riippuu mallista ja valmistajasta.
Aseta aallonpituus spektrofotometrillä. Aallonpituus riippuu kokeilussa käytetyn kemikaalin tyypistä. Oletetaan toistaiseksi 500 nm, vaikka muista, että joudut muuttamaan tätä eri kokeisiin.
Kalibroi spektrofotometri. Kalibrointimenettely vaihtelee käytetyn laitteen mukaan. Spectronic 20: lle, joka on yleinen malli opetuslaboratorioissa, säädät ensin konetta siten, että se lukee "0 prosenttia T", kun kyvettiä ei ole ladattu, ja säädä sitä niin, että se lukee "100% T", kun tyhjä kyvetti, joka sisältää deionisoituneita vain vettä ladataan. Nämä toimenpiteet voivat vaihdella käytettävän laitteen tyypin mukaan, joten katso lisätietoja valmistajan ohjeista.
Kun kone on kalibroitu, ota standardi 1 koeputki ja kaada sisältö puhtaaseen kyvettiin, kunnes ne saavuttavat täyttölinjan. Pyyhi kyvetti kimwipe: llä sormien tai muun lian poistamiseksi. Aseta kyvetti spektrofotometriin ja rekisteröi "% T" -lukema.
Toista tämä toimenpide kaikille 10 näytteelle. PUHDISTA kyvetti näytteiden välillä varmistaaksesi, että tulokset ovat mahdollisimman tarkkoja.
Ota standardien tulokset ja kirjoita ne taulukkolaskentaohjelmaan, kuten Excel tai OpenOffice.
Jaa taulukkolaskentaohjelman avulla 100 prosenttia jokaiselle standardien "% T" -arvolle ja ota sitten tuloksen loki. Tämä laskelma antaa sinulle absorbanssin. Jos syötät kaavan, laskentataulukko-ohjelma laskee sinulle.
Esimerkki: Jos% T on 50,6, laskentataulukko-ohjelmaan syöttämäsi kaava on seuraava:
loki (100 / 50,6)
Laskentataulukko-ohjelma tekee laskutoimituksen.
Tee sama kaikille viidelle tuntemattomalle / kokeelliselle arvolle.
Kaavio kaikkien viiden standardin absorbanssiarvot keskittyen x-akseliin ja absorbanssi y-akseliin. Sovita taulukko-ohjelmaa käyttämällä lineaarinen yhtälö tähän kuvaajaan. Yhtälö on muodossa y = mx + b. Useimmilla laskentataulukko-ohjelmilla on lineaarinen regressio-funktio. Katso taulukkolaskentaohjelman käyttöoppaasta lisätietoja lineaarisen regressio-ominaisuuden käyttämisestä.
Ota taulukko-ohjelmasta parhaiten sopivan rivin yhtälö ja ratkaise se y: lle vähentämällä b molemmilta puolilta ja jakamalla molemmat puolet m: llä. Tulos näyttää seuraavalta:
(y - b) / m = x
missä b ja m ovat taulukkolaskentaohjelman löytämät arvot.
Tarkista absorbanssiarvot tuntemattomien suhteen ja valitse kolme, jotka ovat suunnilleen samalla alueella kuin standardit. Käytä näitä kolmea absorbanssiarvoa jäljellä oleviin laskelmiin. Jos kaikki viisi kuuluvat samalle alueelle kuin standardit, voit käyttää kaikkia viittä, mutta sinun on käytettävä vähintään kolmea.
Kytke kaikki kolme absorbanssiarvoa yhtälöösi y: n sijaan. Muista, että yhtälösi oli seuraavassa muodossa:
(y - b) / m = x
Joten haluat kytkeä kunkin tuntemattoman absorbanssiarvon yhtälöön y: n sijasta, laskea sitten x. Voit käyttää laskentataulukko-ohjelmaa laskeaksesi puolestasi ja nopeuttaaksesi sitä. Olet nyt laskenut kiinnostuksen kohteena olevan kemikaalin pitoisuuden kolmessa laimennetussa tuntemattomassasi. Alkuperäinen liuos laimennettiin näiden tuntemattomien valmistamiseksi, joten joudut työskentelemään taaksepäin ja laskemaan alkuperäisen liuoksen pitoisuus laimennuskertoimen perusteella.
Jokainen spektrofotometriin lisäämäsi tuntematon näyte laimennettiin eri määrällä. Näin ollen sinun on nyt jaettava laskettu konsentraatio kunkin tuntemattoman lukeman absorbanssin perusteella seuraavalla:
Tuntematon 1: Jaa 0,1: llä Tuntematon 2: Jaa 0,2: lla tuntematon 3: Jaa 0,3: lla tuntematon 4: Jaa 0,4: llä tuntematon 5: Jaa 0,5: llä
Muista kuitenkin, että nämä luvut perustuvat oletukseen, että käytät yllä kuvattuja laimennuksia. Muista muuttaa näitä arvoja, jos laimennat näytteesi toisella määrällä.
Lisää tulokset yhteen ja jaa ne tulosten lukumäärällä. Tämä antaa sinulle keskiarvon. Ilmoita tämä luku alkuperäisen liuoksen pitoisuuden havainnoksi.