Sarcina pentru studenți la lucrările de laborator №18
"Determinarea concentrației și extincția molară a unei substanțe prin metoda de colorimetrie"
Obiectiv: să construiți un grafic de calibrare utilizând metoda celor mai mici pătrate. Determinați extincția molară a colorantului la o singură lungime de undă și găsiți concentrația necunoscută a substanței.
Probleme teoretice (nivel de bază)
Absorbția luminii și a legilor ei. Indice de absorbție, coeficient de transmisie, densitate optică. Înregistrarea spectrelor de absorbție a obiectelor biologice. Fotocolorimetrie și spectrofotometrie. Dispozitiv FEC. Determinarea concentrației de soluții cu acesta. Determinarea spectrului de absorbție al unei substanțe printr-un spectrofotometru. Împrăștierea luminii și a tipurilor sale, legea lui Rayleigh. Nefelometria (prelegerea nr. 15).
1. Urmați instrucțiunile din manual pentru această lucrare.
3. Protejați lucrul cu evaluarea.
1. Când lumina trece printr-un strat de materie prin stratul de materie, intensitatea sa scade ca urmare a absorbției cu un factor de patru. Intensitatea luminii cu lungimea de undă λ2 din același motiv este slăbită de un factor de 3. Găsiți grosimea stratului de materie și coeficientul de absorbție pentru lumină cu lungimea de undă λ2, dacă pentru lumina cu lungimea de undă λ1 este egală cu χ1 = 0,02 cm-1.
2. Prin placa unei substanțe transparente de grosime x = 4,2 cm, jumătate din fluxul de lumină incidentă trece prin ea. Determinați absorbția naturală a acestei substanțe. Lampa dispersată într-o farfurie este neglijată; Luați în considerare faptul că 10% din energia incidentă se reflectă pe suprafața plăcii.
3. În soluția de 4% a substanței în dizolvarea transparentă, intensitatea luminii la o adâncime de x = 20 mm este atenuată cu un factor de 2. De câte ori intensitatea luminii este atenuată la o adâncime de x = 30 mm într-o soluție de 8% din aceeași substanță. Care este concentrația soluției dacă aceeași iluminare a câmpurilor fotometrice a fost obținută la o grosime x = 8 mm în soluția de referință 3% și x = 24 mm în soluția de testat?
4. Când lumina monocromatică trece printr-un strat de materie de grosime x = 15 cm
intensitatea scade și de 4 ori. Determinați indicele de dispersie dacă indicele de absorbție este x = 0,025 cm-1.
5. Care este coeficientul de absorbție molar al unei substanțe la o lungime de undă de 400 nm, dacă intensitatea luminii printr-o soluție cu o concentrație de 0,5 M a scăzut cu un factor de 10? 6. Lungimea cuvei este de 0,3 cm. Lățimea fantei monocromatice pentru soluția de referință este de 0,1 mm, pentru soluția de testat - 0,038 mm. Sensibilitatea spectrofotometrului este de 2,0. Care este densitatea optică a soluției de testare?
Obiectiv: Folosirea unui fotocolorimetru pentru eliminarea spectrului de absorbție moleculară a substanței.
Dispozitive și materiale: Fotometru fotoelectric KFK-3, cuve, apă distilată, soluție de colorant (brom-fenol albastru sau KMnO4).
Cursul de lucru. Determinarea lungimii de undă corespunzătoare maximului densității optice a colorantului.
Citiți manualul de instrucțiuni pentru fotometrul KFK-3
Porniți KFK-3 și încălziți aparatul timp de 15 minute.
Se prepară o soluție de 0,01MKMnO4. Pentru aceasta, o soluție de matrice de 1 MKMnO4 trebuie diluată de 100 de ori.
În cuva de comparație, se toarnă apă distilată și în cuva de testare - o soluție de 0,01MKMnO4. Asigurați-vă că pe pereții cuvei nu există picături de lichid sau alte pete. Ștergeți cuva cu o cârpă curată.
Înregistrați datele de măsurare în Tabelul 1.
Construiți un grafic al densității optice a soluției la lungimea de undă corespunzătoare maximului spectrului de absorbție din concentrația soluției în moli.
Fig. 2. Dependența densității optice a soluției de max asupra concentrației vopselei în soluție.
Folosind graficul (graficul de calibrare) și legea Bouguer-Lambert-Beer, găsiți valoarea de extincție a soluției pentru max.
Soluțiile trebuie diluate.
Măsurați lungimea celulei în cm. Pentru l egal cu unul, ε este egal cu tangenta pantei liniei de calibrare:
unde α este unghiul de înclinare al liniei de calibrare față de axa abscisă. Extincția are dimensiunea M -1. cm-1
Calculați extincția pentru trei perechi de concentrații și găsiți media. Înregistrați rezultatele în Tabelul 3.
Lungimea cuvei, cm