1. 

Wstęp teoretyczny. 

Metody  spektroskopowe  są  to  metody  opierające  się  na  oddziaływaniu 

promieniowania  elektromagnetycznego  z 

materią.  Polegają  na  absorpcji  lub  emisji 

promieniowania 

elektromagnetycznego  przez  próbkę  badanej  substancji.  W 

metodach  spektroskopowych  dokonuje 

się  pomiaru  natężenia  promieniowania 

przechodzącego  w  funkcji  długości  fali.  Stanowią  one  zespół  technik 
in

strumentalnych,  w  których  do  celów  analitycznych  wykorzystuje  się  przejścia 

energetyczne 

zachodzące w cząsteczkach na skutek oddziaływania promieniowania 

elektromagnetycznego. 

P

romieniowanie  elektromagnetyczne  przechodzące  przez  dany  ośrodek  może 

ulec  absorpcji,  odbiciu  i  rozproszeniu.  W  metodach  spektrofotometrycznych 
wykorzystuję się zjawisko absorpcji promieniowania.  Zarówno zjawiska odbicia jak i 
rozproszenia 

mogą zostać wyeliminowane podczas porównywania próbki badanej z 

próbką odniesienia. W metodach  spektrofotometrycznych wykorzystuje  się  zjawisko 
absorpcji  promieniowania.  Warunkiem  wystąpienia  tego  zjawiska  jest,  aby  energia 
padającego promieniowania  odpowiadała  różnicy energii poziomów energetycznych 
elektronów  w  absorbującej  cząsteczce  lub  jonie,  tzn.  aby  elektrony  mogły  być 
przeniesione ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego.  
      Absorpcjometria wykorzystuje zdolno

ść substancji chemicznych pozostających w 

roztworze  do  pochłaniania  światła  całą  swą  objętością.  Zwykle  różne  substancje 
pochłaniają  promieniowanie  świetlne  o  odmiennej  długości  fali.  Jeśli  jednak 
pochłaniają fale  tej samej długości, to z różną  intensywnością.  Absorpcję  światła  w 
zakresie widzialnym wykazuj

ą związki nieorganiczne, przede wszystkim jony mające 

niecałkowicie  zapełniony  orbital  d  osłonięty  wyższymi  orbitalami  zapełnionymi 
elektronami,  zwi

ązki  kompleksowe  wszystkich  pierwiastków  przejściowych  z 

niecałkowicie  zapełnionym  orbitalem  d  oraz  barwne  związki  organiczne,  np. 
wska

źniki  pH  stosowane  w  alkacymetrycznej  analizie  miareczkowej.  Absorpcję 

światła w zakresie ultrafioletu wykazują bezbarwne związki organiczne, zawierające 
np.  wi

ązania  podwójne.  Wielkością  pozwalającą  ocenić  spadek  natężenia  wiązki 

światła  po  przejściu  przez  warstwę  roztworu  substancji  pochłaniającej  światło  jest 
absorbancja.  Krzywa,  okre

ślająca  zależność  absorpcji  promieniowania  od  długości 

fali,  stanowi  widmo  absorpcyjne.  Widmo  absorpcyjne  danej  substancji  pozwala 
okre

ślić długości fal promieniowania, które są przez nią absorbowane, oraz długość 

fali,  przy  której  absorbancja  ma  największą  wartość  (Amax).  Następnie  przy  tej 
długości fali mierzy się zarówno absorbancję wzorcowych roztworów danej substancji 
o znanych st

ężeniach , jak również absorbancję roztworu oznaczanego o nieznanym 

st

ężeniu. 

        Najwi

ększą  zaletą  absorbancji  jest  jej  wprost  proporcjonalna  zależność  od 

st

ężenia.  Wykres  zależności  absorbancji  od  stężenia  w  dostatecznie  szerokim 

zakresie ma kształt krzywej logarytmicznej. Prawo Bouguera-Lamberta-Beera stosuje 
si

ę  tylko  do  początkowego  odcinka  wykresu,  który  jest  prostoliniowy  i  nazywa  się 

wykresem  kalibracyjnym.  Mo

żna  z  niego  odczytać  szukane  stężenie  roztworu  po 

zmierzeniu  warto

ści  jego  absorbancji.  W  wykresie  kalibracyjnym  mogą  zdarzać  się 

ujemne  lub  dodatnie  odchylenia  od  prostoliniowej  zale

żności.  Odchylenia  od  prawa 

Lamberta-Beera mog

ą być spowodowane zbyt wysokim stężeniem substancji, które 

powoduje, 

że  jedne  cząsteczki  są  „przesłaniane”  przez  inne,  co  daje  efekt 

zmniejszonego  pochłaniania  światła.  Innymi  przyczynami  odchyleń  od  tego  prawa 

mog

ą być takie zjawiska, jak: dysocjacja lub asocjacja związków chemicznych, które 

wpływają  na  ich  własności  optyczne.  Metodą  kolorymetryczną  można  oznaczać 
ilo

ściowo substancje barwne, których stężenie w 1 ml roztworu jest rzędu kilkunastu 

nanomoli.  
 

2. 

Cel ćwiczenia. 

Celem ćwiczenia było przygotowanie i wykreślenie krzywej A(c), czyli zależności 

absorbancji  o

d  stężenia  czynnika  w  roztworze,  wyznaczenie  próbki,  dla  której 

długości fali będzie jak największa oraz określenie stężenia Cr

6+

 w trzech roztworach.    

3. 

Przebieg  ćwiczenia. 

Na  początku  ćwiczenia  przygotowano  roztwory  wzorcowe.  Trzy  probówki  z 

odpowiednio  0,5;  3  i  7  ml  badanego  roztworu  dopełniono  wodą  destylowaną  do 10 
ml,  a  następnie  dodano  po  1  ml  difenylokarbazydu  do  każdej,  zachowując 
szczególną ostrożność, aby nie zanurzyć pipety w roztworze. Kolejnym etapem było 
mierzenie długości fali światła absorbowanego dla substancji wzorcowych za pomocą 
spektrofotometru. W wyniku pomiarów powstała krzywa Gaussa, z której odczytano λ 
dla każdej substancji.  Równolegle przygotowano roztwory o nieznanym stężeniu do 
kolejnych  badań.  Do  każdej  z  trzech  wybranych  przez  nas  zlewek  (ZAD1,  ZAD2, 
ZAD3)  o  objętości  10ml    dodano  1  ml  difenylokarbazydu.    Roztwór  wlano  do 
próbników  i  umieszczono  kolejno  w  spektrofotometrze.  Postępując  zgodnie  z 
instrukcją odczytano stężenia badanych substancji.   

4.  Obliczenia. 

Obliczenia stechiometryczne 

stężenia roztworów próbek wzorcowych 0,5; 3 i 7 ml: 

1)  0,5 ml Cr 

 

1ml 

– 0,002 mg Cr 

0,5ml 

– X mg Cr 

X = 0,5*0,002 = 0,001 mg Cr 

10 ml 

– 0,001 mg Cr 

1000 ml 

– c

1

 Cr 

c

1

 = 1000*0,001/10 = 0,1 mg/l  

2)   3 ml Cr 

1ml 

– 0,002 mg Cr 

3 ml 

– X mg Cr 

X = 3*0,002 = 0,006 mg Cr 

10 ml 

– 0,006 mg Cr 

1000 ml 

– c

2

 Cr 

c

2

 = 1000*0,006/10 = 0,6 mg/l  

 

3)  7 ml Cr 

1ml 

– 0,002 mg Cr 

7 ml 

– X mg Cr 

X = 7*0,002 = 0,014 mg Cr 

10 ml 

– 0,014 mg Cr 

1000 ml 

– c

3

 Cr 

c

3

 = 1000*0,014/10 = 1,4 mg/l 

 

5. 

Wyniki i wnioski z przeprowadzonych badań laboratoryjnych.  
 

Wyniki  przedstawione 

w  tabeli  są  rezultatem  obliczeń  oraz  odczytu  wskazań 

spektrofotometru: 

Parametr 

Symbol  Jednostka 

Roztwór 

0,5 ml 

Roztwór     

3 ml 

Roztwór 

7ml 

Stężenie Cr  

c 

mg/l 

0,1 

0,6 

1,4 

Absorbancja  

Abs 

- 

0,105 

0,735 

1,699 

 

Równanie krzywej: 

c = a + bA + cA’ + dA

3 

b = 0,8231; r

2 

= 1 

Na podstawie powyższej analizy przy użyciu spektrofotometru uzyskano największą 
długość fali „λ” dla próbki z 3 ml roztworem Cr: 

λ

max

 = 543 nm 

 

 

Absorbancja  jest  wprost  proporcjonalna  do  stężęnia,  dzięki  czemu  możliwe  jest 
określenie stężeń roztworów dysponując wartością absorbancji.  

Na  podstawie  wypracowanej  krzywej 

określiliśmy  stężenia  czynnika  we  wcześniej 

przygotowanych roztworach ZAD1, ZAD2 i ZAD3 

przy użyciu spektrofotometru: 

ZAD1 

– 1,35 mg/l 

ZAD2 

– 0,04 mg/l 

ZAD3 

– 0,02 mg/l 

Spektrofotometr  pozwala  z  powodzeniem  określić  nieznane  stężenia  roztworów,  w 
określonym  zakresie  długości  fali,  mierząc  absorbancję  roztworów  wzorcowych  o 
znanych stężeniach.   

 

0

0,5

1

1,5

2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

A

b

sor

an

cja "

A

b

s"

 

Stężenie "c" [mg/l] 

Zależność absorbancji od stężenia 

A(c)