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.