Завдання для студентів з лабораторної роботи №18
«Визначення концентрації та молярної екстинкції речовини методом колориметрії»
Мета роботи: Методом найменших квадратів побудувати калібрувальний графік. Визначити молярну екстинкцію барвника на одній довжині хвилі і знайти невідому концентрацію речовини.
Питання теорії (вихідний рівень)
Поглинання світла і його закони. Показник поглинання, коефі-цієнт пропускання, оптична щільність. Реєстрація спектрів поглинаючи-ня біологічних об'єктів. Фотоколориметрія і спектрофотометрія.Устройство ФЕКа. Визначення з його допомогою концентрації розчинів. Визначення спектра поглинання речовини спектрофотометром. Розсіювання світла і його види, закон Релея. Нефелометрія. (Лекція №15.)
1.Виполніте роботу за вказівками в керівництві до даної роботи.
3.Защітіть роботу з оцінкою.
1. При проходженні світла з довжиною хвилі λ1 через шар речовини його інтенсивність зменшується внаслідок поглинання в 4 рази. Інтенсивність світла з довжиною хвилі λ2 по тій же причині послаблюється в 3 рази. Знайдіть товщину шару речовини і показник поглинання для світла з довжиною хвилі λ2, якщо для світла з довжиною хвилі λ1 він дорівнює χ1 = 0,02 см-1.
2.Через пластинку з прозорої речовини товщиною х = 4,2см проходить половина падаючого на неї світлового потоку. Визначте натуральний показник поглинання даної речовини. Розсіюванням світла в пластинці знехтувати; вважати, що 10% падаючої енергії відбивається на поверхні пластинки.
3.В 4% -ому розчині речовини в прозорому розчиниться інтенсивність світла на глибині х = 20мм послаблюється в 2 рази. У скільки разів послаблюється інтенсивність світла на глибині х = 30 мм в 8% -ому розчині того ж речовини. Яка концентрація розчину, якщо однакова освітленість фотометричних полів була отримана при товщині х = 8 мм у еталонного 3% -ного розчину і х = 24мм у досліджуваного розчину?
4. При проходженні монохроматичного світла через шар речовини товщиною х = 15см
інтенсивність убуває і 4 рази. Визначте показник розсіювання, якщо показники поглинання χ = 0,025 см-1.
5.Чем дорівнює молярний показник поглинання речовини, на довжині хвилі 400 нм, якщо при проходженні світла через розчин з концентрацією 0,5 М інтенсивність світла умень-шилася в 10 разів? 6.Дліна кювету 0,3 см. Ширина щілини монохроматора для розчину порівняння дорівнює 0,1 мм, для досліджуваного розчину - 0,038мм. Чутливих-ність спектрофотометра 2,0, Чому дорівнює оптична щільність досліджуваного розчину?
Мета роботи: За допомогою фотоколориметр зняти молекулярний спектр поглинання речовини.
Прилади й матеріали: Фотометр фотоелектричний КФК-3, кювети, дистильована вода, розчин барвника (бром-феноловий синій або KMnO4).
Хід роботи. Визначення довжини хвилі, що відповідає максимуму оптичної щільності барвника.
Ознайомтеся з інструкцією по роботі на фотометрі фотоелектричному КФК-3
Увімкніть КФК-3 і прогрійте прилад протягом 15 хвилин.
Приготуйте розчин 0.01MKMnO4. Для цього матричний розчин 1 МKMnO4 необхідно розбавити в 100 разів.
У кювету порівняння налийте дистильовану воду, а в дослідну кювету - розчин 0.01MKMnO4. Простежте за тим, щоб на стінках кювети не залишилося крапельок рідини або інших плям. Протріть кювету чистою серветкою.
Дані вимірювань занесіть в таблицю 1.
Побудуйте графік залежності оптичної щільності розчину на довжині хвилі, що відповідає максимуму спектра поглинання, від концентрації розчину в молях.
Мал. 2. Залежність оптичної щільності розчину на max від концентрації барвника в розчині.
За допомогою графіка (каліброваного графіка) і закону Бугера-Ламберта-Бера знайдіть значення екстинкції розчину на max.
Розчини повинні бути розведеними.
Виміряйте довжину кювети в см. При l дорівнює одиниці, ε дорівнює тангенсу нахилу калібрувальної лінії:
де α- кут нахилу калібрувальної прямої до осі абсцис. Екстинкція має розмірність М -1. см -1
Розрахуйте екстинкцію для трьох пар значень концентрацій і знайдіть середнє. Результати занесіть у таблицю 3.
Довжина кювети, см