Hvordan beregne konsentrasjon med et spektrofotometer
Spektrofotometri er et uvurderlig verktøy i kjemi og biologi. Den grunnleggende ideen er enkel: forskjellige stoffer absorberer lys / elektromagnetisk stråling bedre på noen bølgelengder enn på andre. Det er derfor noen materialer er gjennomsiktige, mens andre er farget, for eksempel. Når man skinne lys av en gitt bølgelengde gjennom en oppløsning, jo høyere konsentrasjonen er, jo mer lys vil den absorbere. For å beregne konsentrasjonen, må du sammenligne lesing med målinger for standarder med kjent konsentrasjon. Prosedyren nedenfor er en ganske generisk prosedyre skrevet med en kjemi undervisning lab i tankene, men det kan bli endret for andre innstillinger også.
Bruksanvisning
1 Som alltid når du arbeider i et laboratorium, ta på deg briller, hansker og langermet frakk for å sikre din egen sikkerhet.
2 Klem gummi pære å tømmes for luft, og deretter plassere den på toppen av din uteksaminert pipette og la pære å slappe av slik at det suger vann opp i pipetten. Deretter fjerner pæren, og cap toppen av pipette med fingeren; Dette vil forsegle pipette, slik at løsningen inne ikke renner ut til fingeren er fjernet. Løft kanten av fingeren litt for å la en liten løsning strømme ut av pipette, inntil du når ønsket volum. Praksis med litt vann og et beger for å få et inntrykk av hvordan den graderte pipette fungerer. Linken under Resources har et filmklipp for å vise deg hvordan du bruker en pipette i tilfelle du aldri har jobbet med før.
3 Etikett 5 reagensglass som standarder 1-5. Du kan merke dem med maskeringstape og en penn eller med en tørr slette markør.
4 Velg fem konsentrasjoner for dine standarder. Du vil at standard konsentrasjoner å være atskilt fra hverandre med omtrent samme intervall - for eksempel 0,1 molar, 0,2 molar, 0,3 molar, etc. - og i omtrent samme område som hva du forventer din ukjente vil bli. For tiden kan du bruke følgende fem konsentrasjoner, men husk at du må endre disse når du utfører din egen eksperiment:
Standard 1: 0,1 molar
Standard 2: 0,2 molar
Standard 3: 0,3 molar
Standard 4: 0,4 molar
Standard 5: 0,5 molar
5 Neste, ta en molar standard løsning og legge følgende beløp til prøverør 1-5. Husk at disse verdier beregnes ut konsentrasjonene som er nevnt ovenfor, så du må kanskje endre dem etter behov når du utfører ditt eget eksperiment.
Standard 1: 0,8 milliliter
Standard 2: 1,6 milliliter
Standard 3: 2,4 milliliter
Standard 4: 3,2 milliliter
Standard 5: 4 milliliter
6 Skyll uteksaminert pipette, deretter overføre følgende mengder avionisert vann:
Standard 1: 7,2 milliliter
Standard 2: 6.4 milliliter
Standard 3: 5,6 milliliter
Standard 4: 4,8 milliliter
Standard 5: 4,0 milliliter
I utgangspunktet er det lurt å ta med mengden av løsningen i hvert rør opp til 8 milliliter.
7 Cap hver av de standarder rør med parafilm og invertere dem å blande.
8 Marker ytterligere fem reagensrør som "Ukjent 1-5." Legg de samme mengder av ditt ukjent eller test løsning til hver som du brukte med en molar løsning for standarder. Med andre ord, vil en ukjent inneholde 0,8 ml av testoppløsningen og 7,2 ml vann, vil ukjent to inneholde 1,6 ml av testoppløsningen og 6,4 ml vann, og så videre.
9 Cap hver av de ukjente med parafilm, og omhyggelig invertere for å blande.
10 Slå på spektrofotometer og la den varmes opp. Hvor lang tid er nødvendig vil avhenge av modellen og produsenten.
11 Still bølgelengde på spektrofotometer. Bølgelengden vil være avhengig av hvilken type kjemisk i eksperimentet. For nå, antar 500 nm, men husk at du må endre dette for ulike eksperimenter.
12 Kalibrer spektrofotometer. Kalibreringsprosedyren vil variere avhengig av hvilken enhet du bruker. For Spectronic 20, en felles modell i undervisningslaboratorier, vil du først justere maskinen slik at det står "0 prosent T" når ingen kyvetten er lastet, deretter justere den slik at den står "100% T" når en tom kyvette inneholder ionisert vann bare er lastet. Disse prosedyrene kan variere avhengig av hva slags maskin du bruker, så ta kontakt med produsentens instruksjoner for mer informasjon.
1. 3 Etter at maskinen er kalibrert, ta standard ett reagensglass og helle innholdet i en ren skål før de når streken. Tørk av kyvetten med en Kimwipe å fjerne eventuelle fingeravtrykk eller annen skitt. Sett kyvetten inn i spektrofotometer og registrere «% T" lesing.
14 Gjenta denne prosedyren for alle 10 prøver. Vær sikker på å rengjøre kyvetten mellom prøver å sørge for at resultatene er så nøyaktig som mulig.
15 Ta resultater for standarder og skriv dem inn i et regneark / graf program som Excel eller Openoffice.
16 Ved hjelp av regnearkprogram, deler 100 prosent av hver av de "% T" -verdier for standardene, og deretter ta logaritmen av resultatet. Denne beregningen vil gi deg absorbans. Hvis du skriver inn formelen, vil regnearkprogrammet gjøre beregningen for deg.
Eksempel: Hvis% T er 50,6, formelen du innspill til regnearkprogrammet vil være som følger:
log (100 / 50,6)
Regnearket programmet vil gjøre det aritmetiske.
17 Gjør det samme for alle de fem ukjente / eksperimentelle verdier.
18 Grafen absorbansen verdier for alle fem standarder, med konsentrasjon på x-aksen og absorbans på y-aksen. Ved hjelp av regnearkprogram, passer en lineær likning til denne grafen. Ligningen vil være på formen y = mx + b. De fleste regnearkprogrammer vil ha en lineær regresjon funksjon. Se i brukerhåndboken for regnearkprogrammet for detaljer om hvordan du bruker lineær regresjon funksjonen.
19 Ta ligningen for den linjen som passer best fra regnearkprogrammet og løse det for y ved å trekke b fra begge sider og dividere begge sider av m. Resultatet vil se slik ut:
(Y - b) / m = x
der b og m er verdier funnet av regnearkprogrammet.
20 Sjekk dine absorbans verdier for de ukjente, og plukke tre som faller omtrent i samme størrelsesorden som standardene. Bruk disse tre absorbans verdier for gjenværende beregninger. Hvis alle fem fall i det samme området som standardene, kan du bruke alle fem i stedet, men du må bruke minst tre.
21 Plugg hver av de tre absorbans verdier i ligningen din i stedet for y. Husk at ligningen var i følgende form:
(Y - b) / m = x
Så, vil du ønsker å koble til absorbans verdi for hver ukjent i ligningen i stedet for y, deretter beregne x. Du kan bruke regnearkprogram til å gjøre denne beregningen for deg og gjøre det raskere. Nå har beregnet at konsentrasjonen av den kjemiske av interesse i tre av de fortynnede ukjente. Den opprinnelige løsningen ble fortynnet å fremstille disse ukjente, men slik at man nå trenger å arbeide bakover og beregne konsentrasjonen av den opprinnelige løsning basert på fortynningsfaktoren.
22 Hver ukjent prøve man innføres i spektrofotometeret ble fortynnet med en annen mengde. Derfor bør du nå dele konsentrasjonen du har beregnet basert på absorbansen for hver ukjent lesing av følgende:
Ukjent 1: Divide med 0,1
Ukjent 2: Divide med 0,2
Ukjent 3: Divide med 0,3
Ukjent 4: Divide med 0,4
Ukjent 5: Divide med 0,5
Husk imidlertid at disse tallene er basert på en forutsetning om du bruker fortynninger skissert ovenfor. Husk å endre disse verdiene hvis du fortynnes prøvene ved et annet beløp.
23 Legg dine resultater sammen, og dele dem med antall resultater. Dette vil gi deg et gjennomsnitt. Rapportere dette nummeret som funn for konsentrasjonen av den opprinnelige løsningen.
Hint
- Denne prosedyren kan høres komplisert ut, men det er faktisk ganske grei når du har startet. Prøv å se de to videoer under Resources å bli kjent med prosedyren.