Hoe om 'n spektrofotometriese analise uit te voer: 13 stappe (met prente)

Inhoud

Trappe
Benodigdhede

Spektrofotometrie is `n eksperimentele tegniek wat gebruik word om die konsentrasie van opgeloste stowwe in `n spesifieke oplossing te meet, deur die hoeveelheid lig wat deur daardie opgeloste stowwe geabsorbeer word te bereken. Hierdie tegniek is kragtig omdat sekere verbindings verskillende golflengtes van lig met verskillende intensiteite sal absorbeer. Deur die lig wat deur die oplossing gaan te ontleed, kan jy sekere opgeloste stowwe in oplossing identifiseer en hoe gekonsentreerd daardie stowwe is. ’n Spektrofotometer is die toestel wat gebruik word om oplossings in ’n laboratoriumomgewing te ontleed.

Trappe

Deel 1 van 3: Voorbereiding van die monsters

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 1

1. Skakel die spektrofotometer aan. Die meeste spektrofotometers moet opwarm voordat hulle `n akkurate lesing kan gee. Skakel die toestel aan en laat dit vir ten minste 15 minute sit voordat monsters uitgevoer word.

Gebruik die opwarmtyd om jou monsters voor te berei.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 2

2. Maak die kuvette of proefbuise skoon. As jy `n skoollaboratorium doen, gebruik jy dalk weggooibare proefbuise wat nie skoongemaak hoef te word nie. As jy kuvette of herbruikbare proefbuise gebruik, maak seker dat hulle goed skoongemaak is voor gebruik. Spoel elke kuvette deeglik uit met gedeïoniseerde water.

Wees versigtig met kuvette, want dit kan redelik duur wees, veral as hulle van glas of kwarts gemaak is. Kwartskuvette is ontwerp vir gebruik in UV-sigbare spektrofotometrie.

Wanneer jy die kuvet hanteer, moenie aan die kante raak waardeur die lig gaan nie (gewoonlik die duidelike kante van die buis). As jy per ongeluk aan hierdie kante raak, vee die kuvette af met `n `kimwipe` (wat geformuleer is om te voorkom dat die glas gekrap word).

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 3

3. Laai die toepaslike volume monster in die kuvette. Sommige kuvette het `n maksimum volume van 1 milliliter (ml) terwyl proefbuise `n maksimum volume van 5 ml kan hê. Solank die laser wat die lig produseer deur die vloeistof gaan en nie deur `n leë deel van die houer nie, sal jy `n akkurate lesing kry.

As jy `n pipet gebruik om jou monsters te laai, gebruik `n nuwe punt vir elke monster om kruiskontaminasie te vermy.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 4

4. Maak `n kontrole oplossing. Die kontrole-oplossing, of `blank`, het slegs die chemiese oplosmiddel waarin die oplossing wat ontleed moet word, opgelos is. Byvoorbeeld, as jy sout in water opgelos het, sal jou `blank` net water bevat. As jy die water rooi kleur, moet die blanko ook rooi water bevat. Die blanko het dieselfde volume as die oplossing wat ontleed moet word en word in dieselfde tipe houer gehou.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 5

5. Vee die buitekant van die kuvet af. Voordat jy die kuvette in die spektrofotometer plaas, wil jy seker maak dit is so skoon as moontlik om inmenging van vuil of stofdeeltjies te vermy. Gebruik `n pluisvrye lap om enige waterdruppels of stof wat aan die buitekant van die kuvette mag wees, te verwyder.

Deel 2 van 3: Begin die eksperiment

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 6

1. Kies en stel die golflengte van lig in om die monster mee te ontleed. Gebruik `n enkele golflengte van lig (monochromatiese kleur) om die toets meer effektief te maak. Die kleur van die lig moet `n kleur wees wat bekend is dat dit geabsorbeer word deur een van die chemikalieë wat vermoedelik teenwoordig is in die toetsoplossing. Stel die verlangde golflengte volgens die spesifikasies van jou spektrofotometer.

In `n klaskamerlaboratorium sal die golflengte waarskynlik gegee word.
Aangesien die monster al die lig van dieselfde kleur sal reflekteer wanneer dit verskyn, sal die eksperimentele golflengte altyd `n ander kleur wees as dié van die monster.
Voorwerpe verskyn as sekere kleure omdat hulle lig van sekere golflengtes reflekteer en alle ander kleure absorbeer. Gras is groen omdat die chlorofil in die gras groen lig weerkaats en alles anders absorbeer.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 7

2. Kalibreer die masjien met die `blank`. Plaas die spasie in die kuvethouer en maak die deksel toe. Op `n analoog spektrofotometer sal daar `n skerm wees met `n naald wat beweeg gebaseer op die intensiteit van die ligopsporing. Wanneer die spasie in is, moet jy sien dat die naald na regs beweeg. Let op hierdie waarde as jy dit later nodig het. Met die spasie nog in die masjien, stel die naald op nul met die verstelknop.

Digitale spektrofotometers kan op dieselfde manier gekalibreer word, hulle sal slegs `n digitale uitlees hê. Stel die spasie op nul met die verstelknoppies.

Wanneer jy die spasie verwyder, is die kalibrasie steeds korrek. Wanneer die res van die monsters gemeet word, word die absorpsie van die blanko outomaties afgetrek.

Maak seker dat jy `n enkele blanko per sessie gebruik sodat elke monster na dieselfde blanko gekalibreer word. Byvoorbeeld, as jy die spektrofotometer leegmaak, dan net `n paar monsters ontleed en die spektrofotometer weer leeg maak, sal die oorblywende monsters onakkuraat wees. Dan moet jy weer begin.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 8

3. Verwyder die spasie en toets die kalibrasie. Met die spasie verwyder, moet die naald op 0 (nul) bly of die digitale uitlees moet op nul bly. Plaas die spasie terug in die toestel en maak seker dat die naald of lesing nie verander nie. As die masjien behoorlik gekalibreer is met jou spasie, moet alles op nul bly.

As die naald of lesing nie nul is nie, herhaal die kalibrasiestappe met die spasie.

As jy steeds probleme ondervind, kry hulp of laat die toestel vir probleme nagaan.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 9

4. Meet die absorpsie van jou eksperimentele monster. Verwyder die spasie en plaas die eksperimentele monster in die toestel. Skuif die kuvette in die toepaslike groef en maak seker dit is regop. Wag ongeveer 10 sekondes vir die naald om te stop of vir die digitale nommers om op te hou verander. Let op die waardes van % transmissie en/of absorpsie.

Die absorpsie staan ook bekend as die optiese digtheid (OD).

Hoe meer lig deurgelaat word, hoe minder lig absorbeer die monster. Oor die algemeen sal jy die absorpsiewaardes neerskryf, wat gewoonlik as desimale gegee sal word. Byvoorbeeld: 0,43.

As jy `n abnormale resultaat kry (soos 0,900 terwyl die res ongeveer 0,400 is), verdun die monster en meet weer die absorpsie.

Herhaal die meting vir elke individuele monster ten minste drie keer en gemiddeld die metings. Dit bied `n meer akkurate lesing.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 10

5. Herhaal die toets met opeenvolgende golflengtes van lig. Jou monster kan veelvuldige onbekende verbindings bevat waarvan die absorpsie wissel na gelang van die golflengte. Om onsekerheid uit te sluit, herhaal die metings met intervalle van 25nm oor die spektrum. Op hierdie manier kan jy ander chemikalieë opspoor wat jy vermoed in die opgeloste stof is.

Deel 3 van 3: Ontleed die absorpsiedata

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 11

1. Bereken die transmissie en absorpsie van die monster. Transmissie dui aan hoeveel van die lig wat deur die monster gegaan het die spektrofotometer bereik het. Absorpsie is hoeveel van die lig deur een van die chemikalieë in die opgeloste stof geabsorbeer is. Baie moderne spektrofotometers vertoon transmissie en absorpsie, maar sodra jy die intensiteit aangeteken het, kan jy hierdie waardes bereken.

Die deurlaatbaarheid (T) word gevind deur die intensiteit van die lig wat deur die monsteroplossing gegaan het te deel deur die hoeveelheid wat deur die blanko gegaan het. Dit word gewoonlik uitgedruk as `n desimale of as `n persentasie. T = I/I₀ waar I die intensiteit van die monster is en I₀ die intensiteit van die leë.
Die absorpsie (A) word uitgedruk as die negatief van die logaritme (eksponent) van die transmissiewaarde (basis-10): A = -log₁₀t. Vir `n T-waarde van 0.1 is die waarde van A 1 (0.1 is 10 tot die -1ste mag), wat beteken dat 10% van die lig deurgelaat word en 90% geabsorbeer word. Vir `n T-waarde van 0.01 is die waarde van A 2 (0.01 is 10 tot die -2de mag), wat beteken dat 1% van die lig deurgelaat word.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 12

2. Stip die absorpsiewaardes teen die golflengtes op `n grafiek. Die absorpsiewaarde word op die vertikale y-as geplot teen die golflengte van lig wat gebruik word vir `n spesifieke toets geplot op die horisontale x-as. Deur die maksimum absorpsiewaardes vir elke golflengte van die getoetste lig te teken, lewer die absorpsiespektrum van die monster en identifiseer die verbindings waaruit die toetschemikalie bestaan en hul verhoudings.

`n Absorpsiespektrum het gewoonlik pieke by sekere golflengtes wat jou toelaat om spesifieke verbindings te identifiseer.

Prent getiteld Doen Spektrofotometriese Analise Stap 13

3. Vergelyk jou absorpsiespektrum plot met bekende plotte van spesifieke verbindings. Verbindings het `n unieke absorpsiespektrum en sal altyd `n piek op dieselfde golflengte produseer elke keer as hulle gemeet word. Deur jou plotte van onbekende verbindings met dié van bekende verbindings te vergelyk, kan jy die oplosmiddels identifiseer waaruit jou oplossing bestaan.

Jy kan ook hierdie metode gebruik om kontaminante in jou monster te identifiseer. As jy een duidelike piek op `n sekere golflengte verwag en jy kry twee pieke op verskillende golflengtes, dan weet jy iets is verkeerd in jou monster.