Środa 16.15-18.30
Temat: Ćw. 9: Widma elektronowe związków chemicznych (spektrofotometria UV-VIS)
Pomiary i opracowanie wyników:
Rozcieńczenie numer 5: substancja: 1,0cm3 woda/substancja 2: 2,0cm3
| Długość fali spektralnej [nm] | Absorbancja r-r Co(NO3)2 [A] | Absorbancja r-r Cr(NO3)3 [A] | Absorbancja roztworu Co(NO3)2 i Cr(NO3)3 (v/v ; 1/2) [A] | Molowy współczynnik absorpcji Co(NO3)2 [dm3/mol*cm] | Molowy współczynnik absorpcji Cr(NO3)3 [dm3/mol*cm] |
|---|---|---|---|---|---|
| 320 | 0,249 | 0,233 | 0,444 | 7,545 | 7,061 |
| 330 | 0,121 | 0,106 | 0,145 | 3,667 | 3,212 |
| 340 | 0,08 | 0,076 | 0,071 | 2,424 | 2,303 |
| 350 | 0,071 | 0,093 | 0,096 | 2,152 | 2,818 |
| 360 | 0,07 | 0,138 | 0,167 | 2,121 | 4,182 |
| 370 | 0,07 | 0,202 | 0,269 | 2,121 | 6,121 |
| 380 | 0,074 | 0,29 | 0,401 | 2,242 | 8,788 |
| 390 | 0,077 | 0,37 | 0,523 | 2,333 | 11,212 |
| 400 | 0,081 | 0,431 | 0,613 | 2,455 | 13,061 |
| 410 | 0,085 | 0,448 | 0,635 | 2,576 | 13,576 |
| 420 | 0,092 | 0,42 | 0,591 | 2,788 | 12,727 |
| 430 | 0,105 | 0,36 | 0,504 | 3,182 | 10,909 |
| 440 | 0,123 | 0,288 | 0,407 | 3,727 | 8,727 |
| 450 | 0,144 | 0,223 | 0,333 | 4,364 | 6,758 |
| 460 | 0,168 | 0,175 | 0,281 | 5,091 | 5,303 |
| 470 | 0,183 | 0,141 | 0,247 | 5,545 | 4,273 |
| 480 | 0,194 | 0,126 | 0,243 | 5,879 | 3,818 |
| 490 | 0,207 | 0,129 | 0,266 | 6,273 | 3,909 |
| 500 | 0,223 | 0,144 | 0,307 | 6,758 | 4,364 |
| 510 | 0,23 | 0,171 | 0,357 | 6,970 | 5,182 |
| 520 | 0,22 | 0,208 | 0,406 | 6,667 | 6,303 |
| 530 | 0,198 | 0,248 | 0,449 | 6,000 | 7,515 |
| 540 | 0,163 | 0,293 | 0,488 | 4,939 | 8,879 |
| 550 | 0,132 | 0,332 | 0,522 | 4,000 | 10,061 |
| 560 | 0,109 | 0,368 | 0,55 | 3,303 | 11,152 |
| 570 | 0,092 | 0,383 | 0,557 | 2,788 | 11,606 |
| 580 | 0,084 | 0,383 | 0,547 | 2,545 | 11,606 |
| 590 | 0,079 | 0,366 | 0,518 | 2,394 | 11,091 |
| 600 | 0,077 | 0,337 | 0,47 | 2,333 | 10,212 |
| 610 | 0,074 | 0,294 | 0,401 | 2,242 | 8,909 |
| 620 | 0,074 | 0,252 | 0,335 | 2,242 | 7,636 |
| 630 | 0,073 | 0,211 | 0,271 | 2,212 | 6,394 |
| 640 | 0,071 | 0,173 | 0,211 | 2,152 | 5,242 |
| 650 | 0,07 | 0,137 | 0,155 | 2,121 | 4,152 |
| 660 | 0,069 | 0,112 | 0,116 | 2,091 | 3,394 |
| 670 | 0,07 | 0,1 | 0,096 | 2,121 | 3,030 |
| 680 | 0,066 | 0,081 | 0,064 | 2,000 | 2,455 |
| 690 | 0,064 | 0,065 | 0,039 | 1,939 | 1,970 |
| 700 | 0,062 | 0,053 | 0,023 | 1,879 | 1,606 |
Obliczenie stężenia roztworów:
Początkowe stężenia molowe roztworów:
Cr(NO3)3 – c=0,1 mol/dm3 Co(NO3)2 – c=0,1 mol/dm3
Objętości roztworów i wody użytych do rozcieńczenia:
Vr-ru= VCr(NO3)3=V Co(NO3)2 =1,0 cm3=0,001 dm3
VH2O=2,0 cm3=0,002 dm3
Liczba moli: n= V r-ru* c = 0,001 dm3* 0,1 mol/dm3=0,0001 mol
Otrzymane stężenie po rozcieńczeniu:
n=0,0001 mol V=Vr-r +VH2O=0,001 dm3+0,002 dm3=0,003 dm3
c =$\ \frac{n}{V} = \frac{0,0001\text{mol}}{0,003\text{dm}^{3}} = 0,033\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}$
Analityczne długości fali:
Maksimum pasma absorpcyjnego dla widma roztworu wynosi Cr(NO3)3 0,448 dla długości fali 410 nm.
Maksimum pasma absorpcyjnego dla widma roztworu wynosi Co(NO3)2 0,230 dla długości fali 510 nm.
Maksimum pasma absorpcyjnego dla widma mieszaniny Cr(NO3)3 i Co(NO3)2 wynosi 0,635 dla długości fali 410 nm.
Obliczanie molowych współczynników absorpcji
ε =$\ \frac{A}{c*l}$
ε - molowy współczynnik absorpcji [dm3/mol*cm]
absorpcja
c- stężenie badanego roztworu [mol/dm3] c=0,033 mol/dm3
l- długość drogi na której zachodzi absorpcja
np. molowy współczynnik absorpcji dla Cr(NO3)3 :
ε =$\ \frac{0,233}{0,033*1} = 7,061\frac{\text{dm}^{3}}{\text{mol}*\text{cm}}$
Sprawdzanie prawa addytywności absorbancji
A1 = ε1B * cB * l + ε1D * cD * l dla długości fali λ1
A2 = ε2B * cB * l + ε2D * cD * l dla długości fali λ2
Gdzie:
A1, A2 – absorbancje mieszaniny przy długości fal odpowiednio λ1 i λ2
ε1B, ε2B - molowe współczynniki absorpcji Cr(NO3)3 przy długości fali odpowiednio λ1 i λ2,
ε1D, ε2D – molowe współczynniki absorpcji Co(NO3)2 przy długości fali odpowiednio λ1 i λ2,
l – grubość warstwy absorbującej (1cm).
cB, cD -stężenia składników odpowiednio B i D, w mol/dm3
B-Cr(NO3)3
D-Co(NO3)2
0,407 = 8,727* cB + 3,727* cD dla λ 1= 440 nm
0,522 = 10,061* cB + 4,000 * cD dla λ2 = 550 nm
Po wyliczeniu otrzymujemy:
cB = 0,0472 g/cm3
cD = 0,0119 g/cm3
Wnioski:
Celem doświadczenia było sprawdzenie stosowalności praw absorpcji światła przez związki chemiczne takich jak widmo absorpcyjne, absorbancja, współczynnik absorpcji oraz prawo Lamberta-Beera.
Obliczone przeze mnie wartości stężeń badanych próbek różnią się nieco od stężeń wyjściowych.
Błędy popełnione przeze mnie w czasie doświadczenia mogły być spowodowane:
a) niedokładnością przeprowadzania pomiarów
b) niedokładnością urządzeń pomiarowych (spektrometru)
c) niedokładnością sporządzania roztworów