ĆWICZENIE 6
BADANIE ROZTWORÓW METODĄ KOLORYMETRYCZNĄ.
PRAWO LAMBERTA-BEERA.
A.
Przebieg doświadczenia:
1.
Korzystając z roztworu A (roztwór KMnO
4
o stężeniu 0,001 mol/dm
3
) przygotować roztwory
wzorcowe o różnych stężeniach. W tym celu należy do oznaczonych odpowiednio zlewek
pobrać po 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6 ml roztworu A i uzupełnić każdą zlewkę wodą
destylowaną do objętości 5 ml (używając szklanej pipety z gruszką). Roztwór A należy
przelać do nieoznaczonej zlewki i z niej pobierać odpowiednie ilość roztworu. Pozostałość
wlać ponownie do butelki. Woda destylowana znajduje się w butli nad zlewem.
•
Do odmierzenia roztworu A należy wykorzystać mikropipetę automatyczną o zakresie
objętości od 100 do 1000 µl. Przed pobieraniem cieczy należy nałożyć plastikową końcówkę!
Przekręcając pokrętło w rączce pipety można ustawić wymaganą objętość. Chcąc pobrać
objętość 400 µl należy ustawić wskazanie w okienku na „040”, a pobierając np. objętość 1000
µl na wskazanie „100”.
Aby nabrać oznaczoną objętość roztworu trzeba nacisnąć tłok do
pierwszego oporu, zanurzyć końcówkę w roztworze i powoli puszczać tłok. Przy
wypuszczaniu roztworu z pipety wciska się tłok do końca.
•
Gruszkę założyć na szklaną pipetę. Ściskając zawór A należy wypuścić powietrze z gruszki,
następnie zanurzyć końcówkę pipety w wodzie i ścisnąć zawór S - woda jest wciągana do
pipety. Wypuszczanie roztworu następuje po ściśnięciu zaworu E. Przewężenie widoczne na
menisku cieczy w pipecie określa objętość roztworu.
2.
Wybrać próbkę o największym stężeniu roztworu A i napełnić nim szklaną kuwetkę . Do
drugiej kuwetki wlać wodę destylowaną. Kuwety należy trzymać za matowe ścianki a
przeźroczyste w razie potrzeby przetrzeć ligniną do czysta. Wstawić kuwetkę z wodą do
komory pomiarowej spektrofotometru oznaczonej jako 1
, a kuwetkę z przygotowanym
roztworem do komory oznaczonej jako 2.
3.
Włączyć spektrofotometr – przycisk z lewej strony, u dołu lewej płyty czołowej z lewej
strony. Powinna uruchomić się inicjacja. Po zakończeniu inicjacji, na ekranie automatycznie
pojawi się pole Photometric. Naciśnij na panelu przycisk ENTER.
4.
Zwróć uwagę na związek między transmitancją a absorbancją:
o
I
I
T
=
=
C
l
⋅
⋅
α
-
e
,
T
E
1
log
=
,
gdzie:
• T - transmitancja
• I -
natężenie światła padającego na próbkę
• I
o
-
natężenie światła po przejściu przez próbkę
•
α - współczynnik absorpcji
• l -
droga jaką pokonuje światło w próbce
• C -
stężenie molowe substancji absorbującej
• E - ekstynkcja
5. Pomiar absorbancji roztw
oru o wybranym stężeniu:
a)
Wciśnij przycisk SET. Powinno być zaznaczone pole Work mode. W celu wybrania
metody fotometrycznej naciśnij kilka razy przycisk ENTER, żeby pojawiło się Work
mode: Abs
. Wciśnij RETURN by powrócić do menu fotometrycznego.
b)
Zmierzyć kolejno absorbancję (ekstynkcję E) badanego roztworu w zakresie od 480 do
580 nm zmieniając długość fali co 10 nm.
•
Ustawienie roboczej długości fali: Naciśnij przycisk GOTO λ, żeby ustawić
długość fali. Wpisz długość fali 480 nm, za pomocą przycisków numerycznych (0-
9). Wciśnij RETURN jeśli chcesz wymazać pomyłki lub CE by kasować krok po
kroku, a na koniec ENTER by zatwierdzić wprowadzone wartości.
•
Wyzerowanie:
Wciśnij przycisk ZERO, by wyzerować Abs (lub 100% T) bieżącej
długości fali.
Uwaga
! Zerowanie aparatu należy wykonywać przy KAŻDYM pomiarze ekstynkcji
(absorbancji) lub transmitancji.
•
Pomiar :
Wciśnij przycisk START, żeby wejść do menu pomiaru, następnie
wciśnij START ponownie, by dokonać pomiaru próbki w określonej długości fali.
Na ekranie pojawi s
ię 5 pierwszych rzędów danych (na początku tylko 2). Przepisz
na kartę kontrolną wartość absorbancji (transmitancji) dla najniższego rzędu danych
(ostatni wiersz, druga kolumna).
Po zakończeniu pomiaru próbki w określonej
długości fali naciśnij przycisk RETURN, by powrócić do menu fotometrycznego.
•
Powtórz punkt 5 b
zwiększając długość fali o 10 nm, zakończ na długości fali 580 nm.
Uwaga! Pamiętaj, by po zakończeniu pomiaru zawsze naciskać przycisk RETURN
6. Pomiar transmitancji ro
ztworu o wybranym stężeniu:
a)
Naciśnij przycisk SET w menu fotometrycznym. W celu wybrania metody pomiaru
naciśnij kilka razy przycisk ENTER, żeby pojawiło się Work mode: T%. Wciśnij RETURN
by powrócić do menu fotometrycznego
b)
Zmierzyć kolejno transmitancje badanego roztworu w zakresie od 480 do 580 nm
zmieniając długość fali co 10 nm. W celu wykonania pomiaru postępuj tak samo jak w
punkcje 5 b.
7. Pomiar absorbancji (ekstynkcji) przygotowanych roztworów oraz roztworu B (o nieznanym
stężeniu KMnO
4
) przy maksy
malnej długości fali 525 nm (maksimum ekstynkcji)
•
Naciśnij przycisk GOTO λ. Wpisz długość fali 5
2
5 nm. Zatwierdź przyciskiem
ENTER.
•
W celu wybrania metody pomiaru naciśnij SET. Wciśnij kilka razy ENTER, żeby
pojawiło się Work mode: Abs. Naciśnij RETURN, by powrócić do menu
fotometrycznego. Włóż do komory 1 próbkę z wodą. Naciśnij ZERO.
• W celu dokonania pomiaru,
włóż kolejno przygotowane próbki oraz próbkę z
roztworem B o nieznanym stężeniu do komory 1. Odczytaj wartość absorbancji
bezpośrednio z ekranu i wpisz ją na kontrolkę.
7.
Po zakończeniu pomiarów naciśnij przycisk RETURN, by powrócić do głównego menu i
wyłącz spektrofotometr
.
8.
Uporządkować stanowisko pomiarowe: umyć używane naczynia, zlewki ustawić do góry
dnem.
B. Opracowanie wyników:
1.
Obliczyć stężenia molowe roztworów C
1
- C
7
.
2.
Narysować widmo ekstynkcji badanego roztworu - sporządzić wykresy zależności E = f (λ).
3. Zaznacz
yć na wykresie zmierzone wartości ekstynkcji dla kolejnych rozcieńczeń.
4.
Wyznaczyć molowy współczynnik ekstynkcji ε.
Zależność opisująca prawo Lamberta - Beera E = ε⋅l⋅C jest liniowa (y = a⋅x + b, gdzie
y = E, x = C, a =
ε⋅l
), dlatego do obliczeń można wykorzystać metodę najmniejszych
kwadratów. W tym celu należy:
•
nanieść na papier milimetrowy punkty pomiarowe E = f (C) zmierzone dla
λ
max
•
podejść do komputera dla studentów i korzystając z metody najmniejszych kwadratów
wyznaczyć prostą interpretującą wyniki doświadczenia;
•
wpisać na kontrolkę uzyskane parametry prostej;
•
narysować między punktami naniesionymi na układ współrzędnych prostą której
parametry zostały obliczone:
•
Znając a oraz l obliczyć molowy współczynnik ekstynkcji ε (podać jednostki).
4.
Z otrzymanego równania E = f(C) obliczyć (i zaznaczyć na wykresie) stężenie roztworu B.
5. Dyskusja wyników.