Определение оптической плотности с помощью спектрофотометра

Цель: Изучить оптические свойства сульфата меди при различных концентрациях

Задача: Ознакомить студентов с работой спектрофотометра, уметь строить график зависимости концентрации от оптической плотности, а так же сделать расчеты по закону Бугера – Ламберта – Бера.

Реактивы.

1. Дистиллированная вода

2. Раствор сульфата меди с различными концентрациями

3. Фильтровальная бумага

4. Миллиметровая бумага, карандаш и линейка

Посуда и оборудование: Колбы мерные вместимостью 50 см³ – 6 шт.

Пипетки градуированные вместимостью 1, 5 и 10 см³ – по 1 шт.

Спектрофотометр, кюветы с толщиной светопоглощающего слоя 1 см.

Аналитические весы.

Ход определения

Для определения оптической плотности с известными концентрациями сульфата меди - 0, 5%; 1, 0%; 2, 0%; 3, 0%; 4, 0%; 5, 0%. Поочередно определяем на спектрофотометре оптическую плотность растворов и строим график зависимости ρ _опт –С.

Таблица 2.3

№	CuSO4(%)	ρ опт.
	0, 5%
	1%
	2%
	3%
	4%
	5%

Готовят кюветы к работе, как описано по правиле работы с кюветами. Далее заполняют одну кювету раствором сравнения, вторую – приготовленным стандартным раствором CuSO_4. Заполняют кювету анализируемым раствором и измеряют его оптическую плотность Ах при выбранной длине волны λ max относительно раствора сравнения. Кюветы помещают в кюветное отделение спектрофотометра, крышку плотно закрывают. Рукояткой выбора длин волн устанавливают длину волны 400 нм. Пользуясь инструкцией к прибору или указаниями преподавателя, измеряют величину оптической плотности.

Контрольные вопросы и задания

1. Объяснить сущность спектрофотометрического определения плотности меди.

2. По какой причине перемешивание растворов повышает воспроизводимость результатов фотонефелометрических определений?

3. Почему оптическую плотность суспензии измеряют не сразу, а спустя определённое время после её получения?

4. Назовите основные узлы спектрофотометра. Какие монохроматоры используют в спектрофотометрах?

5. Аналитические возможности метода спектрофотометрии.

6. Какие приемы определения неизвестной концентрации можно

использовать в спектрофотометрии?

 

Лабораторная работа № 2

Спектрофотометрическое определение перманганат – иона

Цель работы: определить концентрацию MnO₄^– в анализируемом растворе спектрофотометрическим методом по величине коэффициента молярного поглощения.

Сущность работы. Количественный анализ содержания перманганат-иона является ключевым этапом определения ионов Mn²⁺ в растительных тканях или в почве. Для этого водную вытяжку из анализируемого объекта, содержащего Mn²⁺, подвергают окислению персульфатом аммония. В результате получается водный раствор перманганат-иона. Так как максимум поглощения этого раствора находится в видимой области спектрального диапазона, то можно проводить определение любым фотометрическим методом анализа.

В лабораторной работе содержание перманганат-иона определяют спектрофотометрически.

Так как для спектрофотометрических измерений используется свет высокой степени монохроматичности, то определение концентрации вещества можно выполнить по закону Бугера – Ламберта – Бера. При этом необходимо знать величину коэффициента молярного поглощения ε при длине волны максимального поглощения. Для расчета коэффициента молярного поглощения в лабораторной работе измеряют оптическую плотность стандартного раствора KMnO₄.

Реактивы: стандартный 0, 0100 М раствор KMnO₄; 2 н. раствор H₂SO₄.

Посуда и оборудование: мерные колбы вместимостью 100, 0 мл;

пипетки градуированные вместимостью 5, 0 мл; мерный цилиндр вместимостью 5 мл; спектрофотометр; кюветы длиной 1, 0 см.

Выполнение работы

1. Подготовка спектрофотометра к работе.

Спектрофотометр включают в сеть и прогревают 30 мин.

2. Приготовление разбавленного стандартного раствора KMnO₄.

В мерную колбу вместимостью 100, 0 мл пипеткой вносят 5, 0 мл исходного 0, 0100 М раствора перманганата калия и с помощью мерного цилиндра добавляют 5 мл раствора серной кислоты. Объем раствора доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

Рассчитывают молярную концентрацию приготовленного раствора перманганата калия С(MnO₄‾ ), моль/л, по формуле (2.1):

 

(2.1)

где, С ст. р-ра– концентрация стандартного раствора KMnO₄ (моль/л);

Vст. р-ра – объем стандартного раствора KMnO₄ (мл);

Vмерн. колбы– объем мерной колбы (мл).

3. Приготовление раствора сравнения.

Для приготовления раствора сравнения в мерную колбу вместимостью 100, 0 мл добавляют 5 мл раствора H₂SO₄, доводят объем до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.

4. Получение спектров поглощения.

Готовят кюветы к работе, как описано по правиле работы с кюветами. Далее заполняют одну кювету раствором сравнения, вторую – приготовленным стандартным раствором KMnO₄.

Кюветы помещают в кюветное отделение спектрофотометра, крышку плотно закрывают. Рукояткой выбора длин волн устанавливают длину волны 400 нм.

Вращать рукоятку следует в сторону увеличения длин волн. Если при этом шкала повернется на большую величину, то следует возвратить ее назад на 3–5 нм и снова подвести к требуемому делению. Пользуясь инструкцией к прибору или указаниями преподавателя, измеряют величину оптической плотности. Результат измерения записывают в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Данные для построения спектра поглощения KМnO₄

λ, нм					и т. д.
А

Рукояткой выбора длин волн устанавливают длину волны 410 нм и снова определяют величину оптической плотности.

Аналогичным образом проводят измерения оптической плотности в диапазоне длин волн 400–600 нм, изменяя длину волны каждый раз на 10 нм. Вблизи 550 нм измерения оптической плотности следует проводить, изменяя длину волны на 5 нм. Все данные заносят в табл. 2.4.

5. Расчет коэффициента молярного поглощения при λ max.

По полученным данным строят график в координатах A – λ, нм. По графику выбирают длину волны, соответствующую максимальному поглощению λ max и рассчитывают значение коэффициента поглощения ε по формуле (2.2):

(2.2)

где, А – оптическая плотность при выбранной длине волны λ max;

– концентрация стандартного раствора KMnO₄ (моль/л);

l –длина кюветы (см).

6. Проведение анализа.

Получают анализируемый раствор KMnO₄ в мерную колбу (100, 0 мл). К полученному раствору добавляют 5 мл раствора H₂SO₄ и доводят до метки дистиллированной водой. Заполняют кювету анализируемым раствором и измеряют его оптическую плотность Ах при выбранной длине волны λ max относительно раствора сравнения.

Используя измеренную величину оптической плотности и рассчитанное значение коэффициента поглощения, находят концентрацию перманганат-иона в анализируемом растворе

 

(2.3)

где, Ах – оптическая плотность анализируемого раствора при длине волны λ max;

ε – молярный коэффициент поглощения KMnO₄ при длине волны λ max;

l – длина кюветы (см).

Вопросы для защиты работы № 2

1. Назовите основные узлы спектрофотометра. Какие монохроматоры используют в спектрофотометрах?

2. Аналитические возможности метода спектрофотометрии.

3. Какие приемы определения неизвестной концентрации можно

использовать в спектрофотометрии?

 

Лабораторная работа № 3

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
2. I этап. Определение стратегических целей компании и выбор структуры управления
3. I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ МЕТОДА
4. III. Определение посевных площадей и валовых сборов продукции
5. III. Решение логических задач с помощью рассуждений
6. VII. Определение затрат и исчисление себестоимости продукции растениеводства
7. X. Определение суммы обеспечения при проведении исследования проб или образцов товаров, подробной технической документации или проведения экспертизы
8. Анализ платежеспособности и финансовой устойчивости торговой организации, определение критериев неплатежеспособности
9. Анализ показателей качества и определение полиграфического исполнения изделия
10. Б.1. Определение психофизиологии.
11. Безопасность работы при монтаже конструкций. Опасные зоны при подъеме грузов. Определение габаритов опасных зон.
12. Ведение групповых мероприятий с помощью интеллект-карт