Imię i nazwisko:	Ćw. O2 Wyznaczanie stężenia roztworu za pomocą spektrofotometru.
Kierunek i rok:	Ocena z kolokwium: ………………….. …………………... Data/podpis	Ocena ze sprawozdania: …………………... …………………... Data/podpis	Ocena końcowa: …………………... …………………... Data/podpis
Nazwisko prowadzącego zajęcia:

Cel doświadczenia.

Wyznaczenie ekstynkcji dla różnych stężeni substancji ora różnych długości fal.

Przebieg doświadczenia.

1. Do prawej kuwety wlać wody destylowanej a do lewej roztworu a dowolnym stężeniu.

2. Zmierzyć ekstynkcję dla długości fal w zakresie od 380nm do 840nm co 20nm dla dwóch rożnych stężeni.

3. Na bębnie do długości fal ustawić fale o długości równej λ=600nm a następnie dokonać pomiaru ekstynkcji dla wszystkich roztworów w tym roztworu o nieznanym stężeniu c₂.

Teoria.

Absorpcja to w optyce proces pochłaniania energii fali przez ciało. W procesie absorpcji (także emisji) światło zachowuje się jak cząstka elementarna i może być pochłaniane tylko w porcjach zależnych od częstotliwości światła. Zjawisko to opisuje poprawnie mechanika kwantowa. Kwant energii fali przenoszony jest przez foton, który zderza się z cząstka, np. elektronem, czy jądrem atomowym. Cząstka pochłania zawsze całą energię fotonu i tylko wtedy, gdy pozwalają jej na to jej dopuszczalne stany kwantowe.

Efekt fotoelektryczny, zjawisko fotoelektryczne - zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości.

Fotokomórka - lampa próżniowa, która ma dwie elektrody; jedną elektrodą jest zwykle warstwa metalu, naparowana na wewnętrzną stronę szklanej bańki próżniowej - katoda, drugą elektrodą jest wygięty pręt metalowy znajdujący się wewnątrz lampy - anoda. Nieoświetlona fotokomórka nie przewodzi prądu, prąd może się jednak pojawić jeżeli katoda zostanie oświetlona. Zasadniczą częścią fotokomórki jest fotoelement. Prąd płynący przez fotokomórkę (zwaną też komórką fotoelektryczną) zależy od ilości promieniowania elektromagnetycznego (np. światła) padającego na fotokatodę, czyli odbiornik ze specjalnego materiału wrażliwego na światło o różnej długości fali (często wykonanego z selenu, półmetalicznego pierwiastka). Uderzające w materiał fotony światła powodują emisję elektronów (zaczyna płynąć prąd), co sprawia, że zmienia się on w elektrodę - tzw. fotokatodę. Każda zmiana natężenia światła powoduje również zmianę natężenia prądu i uruchomienie np. alarmu.

Prawo Bouguera- Lamberta.

- natężenie pola płaskiej fali monochromatycznej po przejściu przez materie.

- natężenie pola płaskiej fali monochromatycznej przed przejściem przez materie.

- grubość materii.

- współczynnik absorpcji. Zależąc od długości fali, budowy chemicznej i stanu substancji.

Według Beera dla współczynnik pochłaniania w roztworze pochłaniającej substancji rozpuszczonej w substancji nie pochłaniającej światła, jest proporcjonalny do stężenia c roztworu.

- stężenie roztworu.

Ekstynkcja jest miarą zaabsorbowanego promieniowania i wyraża się wzorem:

Zatem na podstawie trzech powyższych wzorów można wyprowadzić wzór na ekstynkcje:

Stężenie jest to ilość substancji rozpuszczonej w 100g rozpuszczalnika.

Obliczenia.

Dokonałam pomiaru ekstynkcji dla dwóch różnych stężeni
oraz

, dla fali w zakresie od 380nm do 840nm co 20nm. Wyniki przedstawiłem w tabeli:

L.p.	λ [nm]	E6	E4
1	380	0,035	0,010
2	400	0,005	0,000
3	420	0,000	0,000
4	440	0,000	0,000
5	460	0,005	0,000
6	480	0,030	0,015
7	500	0,060	0,045
8	520	0,115	0,085
9	540	0,180	0,135
10	560	0,260	0,195
11	580	0,340	0,250
12	600	0,400	0,310
13	620	0,440	0,335
14	640	0,470	0,365
15	660	0,480	0,360
16	680	0,450	0,350
17	700	0,420	0,135
18	720	0,380	0,285
19	740	0,330	0,250
20	760	0,280	0,205
21	780	0,235	0,175
22	800	0,195	0,145
23	820	0,160	0,115
24	840	0,130	0,095

Dla fali o długości
wyznaczyłam ekstynkcje dla siedmiu różnych stężeń. Wyniki przedstawiam w tabeli.

L.p.	λ [nm]	c *10^-3 [mol/l]	E
1	600	2,36	0,070
2			3,15	0,100
3			3,93	0,335
4			4,72	0,340
5			5,51	0,400
6			NIE ZNANE STĘŻENIE.	0,185

Sporządzam wykres E= f(c). Metodą regresji liniowej obliczam
,
,
, oraz
.

L.p.	E	c	E^2	c^2	Ec
1	0,070	2,360	0,005	5,570	0,165
2	0,100	3,150	0,010	9,923	0,315
3	0,335	3,930	0,112	15,445	1,317
4	0,340	4,720	0,116	22,278	1,605
5	0,400	5,510	0,160	30,360	2,204
SUMA	1,245	19,670	0,403	83,576	5,606

n = 5.

Wyznaczam także
oraz

L.p.	c *10-3 mol/l
1	2,36	0,11204	-0,09196
2	3,15	0,18235	-0,02165
3	3,93	0,25177	0,04777
4	4,72	0,32208	0,11808
5	5,51	0,39239	0,18839

Wyznaczam wartość nieznanego stężenia
z wzoru

Wnioski.

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia mogę stwierdzić, stężenie ma wpływ na ekstynkcje co można zaobserwować dokonując analizy tabeli pomiaru ekstynkcji w zależności od stężenia roztworu przy stałej dl. fali.

Z wykresów tych odczytuje punkt dla, którego długość fali przyjmuje wartość maksymalną. I tak dla
maksymalnej wartość ekstynkcji E=0,480 towarzyszy dł. fali λ=660, a dla
E=365 dł. fali natomiast λ=640.

Są to niewielkie różnice.

Wyznaczyłem także stężenie
nieznanego roztworu. Wynosi ono
.

---