Sprawdzanie prawa addytywności absorpcji światła dla mieszaniny dwuskładnikowej, Biol UMCS, V semestr, Techniki labolatoryjne

Zakład Chemii Fizycznej

Laboratorium Studenckie

ĆWICZENIE 3: SPEKTROFOTOMETRIA. SPRAWDZANIE PRAWA ADDYTYWNOŚCI ABSORPCJI ŚWIATŁA DLA MIESZANINY DWUSKŁADNIKOWEJ.

WSTĘP:

Absorpcja światła przez substancje barwne ma charakter selektywny. Absorpcja roztworu i molowy współczynnik absorpcji są odmienne dla różnych długość fali światła przechodzącego przez roztwór. Długość fali, przy której obserwuje się maksimum absorpcji światła oznaczamy przez
(długość analityczna). Jeżeli w roztworze znajduje się kilka substancji nie reagujących ze sobą, to absorpcja światła przez roztwór jest sumą absorpcji poszczególnych składników:

Na pomiarze absorpcji promieniowania światła w zakresie nadfioletu, części widzialnej i podczerwieni oparty jest obszerny dział metod analitycznych zwany ogólnie absorpcjometrią. W szczególnym przypadku, gdy pomiaru dokonuje się spektrofotometrami, metody te zwane są metodami spektrofotometrycznymi. Zastosowanie ich umożliwia oznaczenie 1 - 3 składników w roztworze. Oznaczanie stężenia składnika barwnego w roztworze dokonuje się przez pomiar absorpcji roztworu w zakresie widzialnym. W przypadku roztworu jednoskładnikowego w roztworze odczytuje się bezpośrednio z linii kalibracji
wyznaczonej dla szeregu roztworów o znanym stężeniu. Zastosowanie tej metody analizy dla roztworu dwuskładnikowego, zawierającego np. związki barwne C i D jest możliwe w przypadku, gdy składniki te mają widma absorpcji o maksimach przy różnych długości fal
i widma te częściowo pokrywają się, a przy tym obie substancje spełniają prawo Lamberta - Beera przy wymienionych długościach fal w dostatecznie szerokim zakresie wartości absorpcji. W celu obliczenia stężeń substancji
i
należy zmierzyć absorpcję roztworu przy długości fal
i rozwiązać układ równań z dwiema niewiadomymi.

- współczynniki absorpcji wyznaczone z pomiarów absorpcji jednoskładnikowych roztworów związków C i D przy długości fal
. Celem ćwiczenia jest sprawdzenie słuszności prawa addytywności absorpcji światła dla roztworu dwuskładnikowego CoCl₂ i NiCl₂ dla długości fal:
i
oraz oznaczenie składu zadanego roztworu dwuskładnikowego tych soli metodą analizy spektrofotometrycznej.

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Skład roztworu		Absorpcja					Współczynnik ekstynkcji
		Zmierzone		Obliczone	Zmierzone	Obliczone

0,02	0,0		0,080	0,089	0,035	0,033
0,04	0,0		0,175	0,179	0,065	0,066
0,06	0,0		0,265	0,268	0,100	0,099
0,08	0,0		0,355	0,358	0,130	0,131
0,1	0,0		0,455	0,447	0,165	0,164
0,0	0,2		0,065	0,055	0,130	0,141
0,0	0,4		0,110	0,111	0,270	0,283
0,0	0,6		0,170	0,166	0,415	0,424
0,0	0,8		0,255	0,222	0,565	0,565
0,0	1,0		0,290	0,277	0,720	0,707
0,02	0,8		0,320	0,311	0,600	0,598		-
0,04	0,6		0,355	0,345	0,500	0,490
0,06	0,4		0,385	0,379	0,385	0,381
0,08	0,2		0,420	0,413	0,275	0,273
0,04	0,2		0,125	0,234	0,105	0,207

1) Na podstawie wykreślonej zależności
(wykres zależności dołączony) dla roztworów niklu i kobaltu dla
i
, pomijając w obliczeniach punkty wyraźnie odbiegające od prostej wyznaczono metodą najmniejszych kwadratów współczynniki absorpcji:
,
,
,

Współczynnik kierunkowy prostej opisany równaniem:

Otrzymany przez podstawienie w równania Lamberta - Beera:

za
,
i

Gdzie: l - jest grubością warstwy absorbującej zaznaczonej na kiuwecie i wynosi

Absorpcja np. dla roztworu
dla
:

Wyznacza się z zależności:

0x01 graphic

Ponieważ
stąd

Dla roztworu
dla


1	0,02	0,080	0,0016	0,0004	0,0894
2	0,04	0,175	0,0070	0,0016	0,1788
3	0,06	0,265	0,0159	0,0036	0,2682
4	0,08	0,355	0,0284	0,0064	0,3576
5	0,1	0,455	0,0455	0,0100	0,4470
	-	-	0,0984	0,0220	-

Gdzie:

0x01 graphic

Stąd:

oraz

Dla roztworu
dla


1	0,02	0,035	0,0007	0,0004	0,0328
2	0,04	0,065	0,0026	0,0016	0,0656
3	0,06	0,100	0,0060	0,0036	0,0984
4	0,08	0,130	0,0104	0,0064	0,1312
5	0,1	0,165	0,0165	0,0100	0,1640
	-	-	0,0362	0,0220	-