Sprawoz3(1), Studia, Politechnika


Zakład Chemii Fizycznej

Laboratorium Studenckie

WYKONALI:

Filip Kondratowicz 13.01.2001

Paweł Witkowski

Technologia Chemiczna rok III

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 0x01 graphic
(długość analityczna). Jeżeli w roztworze znajduje się kilka substancji nie reagujących ze sobą, to absorpcja światła przez roztwór jest sumą absorpcji poszczególnych składników:

0x01 graphic

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 0x01 graphic
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 0x01 graphic
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 0x01 graphic
i 0x01 graphic
należy zmierzyć absorpcję roztworu przy długości fal 0x01 graphic
i rozwiązać układ równań z dwiema niewiadomymi.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
- współczynniki absorpcji wyznaczone z pomiarów absorpcji jednoskładnikowych roztworów związków C i D przy długości fal 0x01 graphic
. Celem ćwiczenia jest sprawdzenie słuszności prawa addytywności absorpcji światła dla roztworu dwuskładnikowego CoCl2 i NiCl2 dla długości fal: 0x01 graphic
i 0x01 graphic
oraz oznaczenie składu zadanego roztworu dwuskładnikowego tych soli metodą analizy spektrofotometrycznej.

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Skład roztworu

Absorpcja

Współczynnik ekstynkcji

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Zmierzone

Obliczone

Zmierzone

Obliczone

0x01 graphic

0x01 graphic

0,02

0,0

0,080

0,089

0,035

0,033

0x01 graphic

0x01 graphic

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

0x01 graphic

0x01 graphic

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 0x01 graphic
(wykres zależności dołączony) dla roztworów niklu i kobaltu dla 0x01 graphic
i 0x01 graphic
, pomijając w obliczeniach punkty wyraźnie odbiegające od prostej wyznaczono metodą najmniejszych kwadratów współczynniki absorpcji: 0x01 graphic
, 0x01 graphic
, 0x01 graphic
, 0x01 graphic

Współczynnik kierunkowy prostej opisany równaniem:

0x01 graphic

Otrzymany przez podstawienie w równania Lamberta - Beera:

0x01 graphic
za 0x01 graphic
, 0x01 graphic
i 0x01 graphic

Gdzie: l - jest grubością warstwy absorbującej zaznaczonej na kiuwecie i wynosi 0x01 graphic

Absorpcja np. dla roztworu 0x01 graphic
dla 0x01 graphic
:

0x01 graphic

Wyznacza się z zależności:

0x01 graphic

Ponieważ 0x01 graphic
stąd 0x01 graphic

Dla roztworu 0x01 graphic
dla 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

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

0x01 graphic

-

-

0,0984

0,0220

-

Gdzie:

0x01 graphic

Stąd:

0x01 graphic
oraz 0x01 graphic

Dla roztworu 0x01 graphic
dla 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

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

0x01 graphic

-

-

0,0362

0,0220

-

Gdzie:

0x01 graphic

Stąd:

0x01 graphic
oraz 0x01 graphic

Dla roztworu 0x01 graphic
dla 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1

0,2

0,065

0,013

0,04

0,056

2

0,4

0,110

0,044

0,16

0,112

3

0,6

0,170

0,102

0,36

0,168

4

0,8

0,225

0,180

0,64

0,224

5

1,0

0,290

0,290

1,00

0,280

0x01 graphic

-

-

0,629

2,20

-

Gdzie:

0x01 graphic

Stąd:

0x01 graphic
oraz 0x01 graphic

Dla roztworu 0x01 graphic
dla 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1

0,2

0,130

0,026

0,04

0,142

2

0,4

0,270

0,108

0,16

0,284

3

0,6

0,415

0,249

0,36

0,426

4

0,8

0,565

0,452

0,64

0,568

5

1,0

0,720

0,720

1,00

0,710

0x01 graphic

-

-

1,555

2,20

-

Gdzie:

0x01 graphic

Stąd:

0x01 graphic
oraz 0x01 graphic

2) Z równania:

0x01 graphic

Obliczono wartości absorpcji dla 0x01 graphic
i 0x01 graphic
dla mieszanin niklu i kobaltu, które wpisano do tabeli wyników, np. dla 400 nm:

0x01 graphic

1

1



Wyszukiwarka