C26

background image

Ćwiczenie 26

ELEKTRONOWE WIDMA ABSORPCYJNE

SPECORD UV VIS

1

6

5

4

3

2

7

8

100%

9

Schemat przedniej ściany spektrometru


1 - przycisk sieciowy do włączania i wyłączania spektrometru,
2 - włącznik szybkiego ruchu stolika rejestracyjnego w lewo,
3 - włącznik szybkiego ruchu stolika rejestracyjnego w prawo,
4 - włącznik do zapisywania z automatycznym ruchem powrotnym,
5 - “START”, włączanie rejestracji widma absorpcyjnego,
6 - “STOP”, zatrzymywanie rejestracji widma absorpcyjnego,
7 - włączanie i wyłączanie lampy wolframowej,
8 - gałka do ustawiania pisaka na “poziomie zerowym”,
9 - stolik rejestracyjny.

.

10

14

11

13

12

11

15

Schemat stolika rejestracyjnego

10 - prowadnica stolika,
11 - listwy dociskające papier rejestracyjny,
12 - odnośnik, kreska nacięta na stalowej listwie,
13 - przycisk do “odsprężania” stolika rejestracyjnego,
14 - pisak z tuszem,
15 - precyzyjne ustawienie pisaka nad żądaną linią.


I. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW BARWNIKÓW DO POMIARÓW

1. Stężenia wyjściowe wodnych roztworów dwóch barwników: fluoresceiny (FL) i różu bengalskiego
(RB) wynoszą 2 x 10

-4

mol/dm

3

(200

µM).

2. Z roztworu wyjściowego każdego barwnika sporządzić serię czterech roztworów o stężeniach: 2,
4, 8, i 16

µmol/dm

3

i końcowej objętości równej 10 cm

3

. Do rozcieńczania użyć wody destylowanej.

Roztwory dokładnie wymieszać (gumowym korkiem zatkać cylinderek i kilkakrotnie przechylić go.
Przed mieszaniem kolejnych roztworów korek należy osuszyć przy pomocy ligniny).

background image

II. PRZEBIEG POMIARÓW

Pomiary polegają na uzyskaniu widm absorpcyjnych serii roztworów wodnych dwóch barwników o
różnych stężeniach. Widma absorpcyjne mierzone są przy pomocy spektrometru SPECORD i reje-
strowane na papierze, który należy umieścić w odpowiedni sposób na ruchomym stoliku (9). Papier
wyskalowany jest (podziałka pozioma) w liczbach falowych k.

]

[

]

[

1

= cm

k

λ

1

=

k

gdzie

λ jest długością fali.


1. Jeżeli spektrometr nie jest włączony, włączyć go przyciskiem (1), następnie włączyć lampę wolfra-
mową przyciskiem (7).
2. Papier do rejestracji widm należy umocować na stoliku dwoma sprężynującymi metalowymi listwa-
mi (11) w taki sposób, aby "Odnośnik" zaznaczony na papierze pokrywał się z kreską (12) naciętą na
metalowej listwie stolika.
3. Wykreślenie tzw. linii bazowej w zakresie liczb falowych (26 - 16) x 10

3

cm

-1

.

a) w domku pomiarowym umieścić kuwety z wodą destylowaną, uważając aby na drodze pro-
mieni znalazły się przeźroczyste ścianki kuwety.
b) ustawić pisak nad wyskalowanym papierem umieszczonym na ruchomym stoliku (9) na
przecięciu się poziomej linii oznaczonej "0" oraz linii pionowej odpowiadającej liczbie falowej 26
x 10

3

cm

-1

. Wartość ta musi odpowiadać identycznej wartości na skali, która znajduje się na górnej

ścianie spektrometru.
Ważną rzeczą jest to, aby kreska noniusza oznaczona jako "0" DOKŁADNIE pokrywała się z
kreską oznaczoną liczbą 26 a pisak (14) znajdował się DOKŁADNIE nad linią odpowiadającą
liczbie falowej 26 x 10

3

cm

-1

.


USTAWIENIE PISAKA NAD LINIĄ odpowiadającą liczbie falowej 26 x 10

3

cm

-1

dokonuje się naciska-

jąc odpowiednie przyciski znajdujące się na przedniej ścianie spektrometru:
Wciśnięcie przycisku (2) powoduje szybki ruch stolika z papierem w lewo a przycisku (3) szybki
ruch stolika w prawo, jednocześnie przesuwa się tarcza ze skalą. Dokładne ustawienie stolika doko-
nuje się pokrętłem (15) znajdującym się przy stoliku.
USTAWIENIE PISAKA NA POZIOMIE "0" dokonuje się pokrętłem (8) znajdującym się na przedniej
ścianie spektrometru.
Precyzję ustawienie pisaka sprawdzamy dociskając LEKKO palcem pisak do papieru obserwując po-
zostawiony ślad tuszu.
c) po ustawieniu pisaka włączamy zapis przyciskiem (5) znajdującym się na przedniej ścianie
spektrometru (linia bazowa może nieznacznie odchylać się od poziomu zerowego).
d) gdy pisak "przejdzie" liczbę falową 16 x 10

3

cm

-1

zatrzymać wózek przyciskiem (6) znajdują-

cym się na przedniej ścianie spektrometru.

4. Pomiar widm absorpcyjnych wodnych roztworów barwników.
a) cofnąć (przycisk 2) stolik z arkuszem papieru do pozycji wyjściowej tzn. takiej, w której pisak
będzie się znajdował w okolicach linii oznaczającej liczbę falową 26 x 10

3

cm

-1

(teraz pisak nie musi

znajdować się dokładnie nad tą linią).
b) wyciągnąć kuwetę z wodą destylowaną (bliższą przedniej ściany spektrometru) i ustawić w
to miejsce kuwetę z roztworem FL o najniższym stężeniu.
c) przycisnąć przycisk (5 ) w celu zarejestrowania widma absorpcyjnego.
d) przycisnąć przycisk (6), “STOP”, gdy pisak “przejdzie” liczbę falową 16 x 10

3

cm

-1

.

e) widma absorpcyjne kolejnych roztworów FL i RB sporządzamy powtarzając procedurę z pkt.
3 a), b), c), d), przy czym wymieniamy zawsze kuwetę z roztworem barwnika. Woda w drugiej kuwe-
cie w każdym pomiarze jest ODNOŚNIKIEM.

5. Pomiar widma absorpcyjnego mieszaniny barwników (osobny arkusz papieru).
a) w czystym cylindrze miarowym przygotować roztwór mieszaniny, mieszając ze sobą określo-
ne objętości dwóch barwników o znanych, najwyższych stężeniach:

background image

b) wlać do cylindra miarowego określone, różne objętości roztworów barwników tak aby końco-
wa objętość roztworu mieszaniny zawierała się między 2 i 10 cm

3

, b) wykreślić linię bazową,

c) zmierzyć widmo absorpcyjne mieszaniny (procedura opisana w pkt. II. 4.).

III. OPRACOWANIE WYNIKÓW
1. Określić położenie maksimum pasma monomeru (pasmo absorpcyjne o większym natężeniu) obu
barwników: podać wartość liczby falowej (k) i odpowiadającą jej długość fali (

λ) w nm.

2. Odczytać z widm absorpcyjnych natężenie absorbancji każdego stężenia barwników w maksimum
natężenia pasma monomeru.
a) Wykreślić zależność A = f(c) dla obu barwników, gdzie A oznacza wartość absorbancji, c -
stężenie roztworu barwnika.
b) Na podstawie sporządzonego wykresu wyznaczyć molowe współczynniki absorpcji (

ε) dla

obu barwników, jako tg

α nachylenia linii do osi stężenia, co wynika z prawa Lamberta-Beera:

,

(c - stężenie w molach/dm

3

, l - długość drogi optycznej (1 cm),

ε - molowy współczynnik absorpcji)


3. Analiza mieszaniny:
a) Stężenie RB w mieszaninie można odczytać bezpośrednio z krzywej wzorcowej (pkt 2a.)
b) Ze względu na to, że część widma absorpcji RB nakłada się na obszar, w którym występuje
maksimum absorpcji FL, do określenia stężenia FL w mieszaninie należy zastosować opisaną poniżej
metodę.

Uwzględniając addytywność absorpcji obu barwników oraz znajomość wartości:

a) stężeń c

1

i c

2

wyjściowych roztworów wzorcowych użytych do sporządzenia mieszaniny (np.

indeks 1 określa stężenie FL, indeks 2 stężenie RB),
b) absorbancji A

1

i A

2

roztworów wzorcowych użytych do sporządzenia mieszaniny (zmierzone),

2

2

2

1

1

1

A

c

x

A

c

x

A

+

=

gdzie A jest obserwowaną absorbancją mieszaniny.
Równanie (1) można podzielić np. przez A

1

:

[1]

1

2

2

2

1

1

1

A

A

c

x

c

x

A

A

+

=

[2]

Sporządzając wykres zależności A/A

1

od A

2

/A

1

otrzymujemy linię prostą (y = ax + b) o nachyleniu tg

α

= x

2

/c

2

i przecinającą oś pionową powyżej osi poziomej w punkcie b=x

1

/c

1

.

c) Do wykreślenia linii prostej wystarczą dwa punkty. W tym celu należy odczytać absorbancje
A, A

1

i A

2

przy dwóch wartościach liczby falowej.

Sugeruje się wybranie liczb falowych, przy których występują maksima natężenia (monomer) absorp-
cji FL w roztworze wzorcowym oraz w mieszaninie. Odczytane wartości A, A

1

i A

2

należy wpisać do ta-

beli (punkt 3).
d) wyliczyć wartościi A/A

1

i A

2

/A

1

, które są współrzędnymi punktów oraz wykreślić linię przecho-

dzącą przez te punkty. Jeżeli wartość tg

α = K i linia przecina oś pionową w punkcie b o wartości B, to


x

1

= Bc

1

x

2

= Kc

2


4. Obliczyć stężenia barwników w mieszaninie na postawie znajomości objętości i stężenia roztwo-
rów użytych do przygotowania roztworu mieszaniny.

Wymagane wiadomości teoretyczne:
1. Stan podstawowy i stan wzbudzony cząsteczki, mechanizm wzbudzenia cząsteczki.
2. Rodzaje przejść elektronowych w cząsteczkach.
3. Energia przejścia, moment dipolowy przejścia i prawdopodobieństwo przejścia.
4. Elektronowe widmo absorpcyjne i jego parametry.
5. Prawa absorpcji światła.
6. Analiza spektrofotometryczna mieszaniny dwuskładnikowej.

background image

7. Budowa i zasada działania spektrometru.
8. Zastosowania kolorymetrii i spektrofotometrii w chemii, biologii i medycynie.

PROPONOWANA LITERATURA:
1. L. Sobczyk, A. Kisza ; Chemia fizyczna dla przyrodników.
2. E. Szyszko; Instrumentalne metody analityczne.
3. C.N.R. Rao; Spektroskopia elektronowa związków organicznych.
4. A. Sidorowicz; Absorpcja i emisja światła przez cząsteczki związków organicznych (biblioteka za-
kładowa).

background image

Akademia Medyczna we Wrocławiu

Katedra Biofizyki

Ćwiczenie 26

Elektronowe widma aborpcyjne


..................................................................

..................................................................

Imiona i nazwiska studentów




Podpis prowadzącego ćwiczenia

Wydział:

Data:

Grupa studencka:
Numer zespołu:


Ocena:

1. Położenie pasma monomeru badanych barwników.

Fluoresceina

k (x 10

3

cm

-1

)

λ (nm)

k (x 10

3

cm

-1

)

λ (nm)

Róż bengalski

2. Dane do krzywej wzorcowej i wyznaczenia molowego współczynnika absorpcji.

Stężenie FL

mol/dm

3

Natężenie

absorbancji

Stężenie RB

mol/dm

3

Natężenie

absorbancji

ε

FL

=

ε

RB

=

3. Analiza roztworu mieszaniny, dane do wykreślenia zależności A/A

1

od .A

2

/A

1


k x 10

3

cm

-1

Absorbancja FL

w mieszaninie

A

Absorbancja r-

ru wzorcowego

FL

A

1

Absorbancja r-

ru wzorcowego

RB

A

2


A/A

1


A

2

/A

1

Fluoresceina

Róż bengalski

Stężenie w mieszaninie (mol/dm

3

)

Zgodnie z pkt.3

Zgodnie z pkt.4

Zgodnie z pkt.3

Zgodnie z pkt.4

Stężenie w mieszaninie (mol/dm

3

)


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
C26
C26, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, Labki, Fizyka, sprawka od Mateusza, Fizyka - l
C26, Studia, Politechnika
Ć26 wstęp teoretyczny doc
C26

więcej podobnych podstron