Cum se face o analiză spectrofotometrică

Spectrofotometria este o tehnică experimentală utilizată pentru măsurarea concentrației de substanțe dizolvate într-o soluție specifică prin calcularea cantității de lumină absorbită de acestea. Această tehnică este puternică deoarece anumiți compuși vor absorbi frecvențele undelor luminoase la diferite intensități. Analizând lumina care trece prin soluție, puteți identifica substanțele specifice care sunt dizolvate în soluție și ce nivel de concentrație sunt. Spectrofotometrul este un dispozitiv folosit pentru a analiza soluții într-un mediu de cercetare de laborator.

conținut

Pași
Metoda 1pregătirea probelor
Metoda 2realizarea experimentului
Metoda 3analizând datele de absorbție
Materiale necesare
Surse și cotatii

pași

Metoda 1
Pregătirea probelor

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 1

Porniți spectrofotometrul. Cele mai multe dintre aceste dispozitive trebuie să fie încălzite înainte de a da o lectură corectă. Porniți mașina și lăsați-o să stea cel puțin 15 minute înainte de a analiza orice mostră.

Utilizați timpul de încălzire pentru a pregăti probele.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 2

Curățați cuvele sau eprubetele. Dacă lucrați într-un laborator școlar, poate fi necesar să utilizați eprubete care nu necesită curățare suplimentară. Dacă utilizați cuve sau piese de testare deja folosite, este esențial ca acestea să fie curățate înainte de reutilizare. Clătiți bine fiecare cu apă deionizată.

Aveți grijă de cuve, deoarece acestea pot fi destul de scumpe.
Atunci când manipulați cuva, evitați să atingeți părțile laterale prin care va trece lumina (de obicei partea laterală a rezervorului).

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 3

Așezați eșantioanele corespunzătoare în fiecare cuvă. Unele dintre ele au un volum maxim de 1 mililitru (ml), în timp ce eprubetele conțin de obicei un volum maxim de 5 ml. Atâta timp cât laserul care emite lumină trece prin lichid și nu printr-o regiune goală a recipientului, veți obține o citire exactă.

Dacă utilizați o pipetă pentru a plasa eșantioanele, utilizați un sfat nou pentru fiecare pentru a evita contaminarea încrucișată.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 4

Pregătiți o soluție de control. Aceasta este soluția care conține numai solventul chimic în care se găsește substanța dizolvată care urmează să fie analizată. De exemplu, dacă aveți sare dizolvată în apă, soluția de control poate fi apă pură. Dacă a fost vopsit în roșu, soluția de control ar trebui să conțină și apă roșie. Ar trebui să aibă același volum ca și soluția care trebuie analizată și trebuie păstrată în același tip de recipient.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 5

Curățați exteriorul cupei. Înainte de introducerea pe spectrofotometru, este important ca acesta să fie cât mai curat posibil pentru a evita interferența cu particulele de praf sau cu resturile. Cu o cârpă de curățare care nu lasă scame, îndepărtați orice picături de apă sau particule de praf care se află pe partea exterioară a geamului.

Metoda 2
Realizarea experimentului

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 6

Alegeți și definiți o lungime de undă a luminii prin care să analizați eșantionul. Utilizați o singură lungime de undă (culoare monocromă) pentru o mai mare eficiență în testare. Trebuie să știți că culoarea luminii alese este absorbabilă de unul dintre substanțele chimice prezente în substanța în cauză. Setați lungimea de undă dorită conform specificațiilor spectrofotometrului.

Într-un laborator școlar, lungimea de undă va fi probabil dată cu exerciții fizice.
Din moment ce eșantionul va reflecta toată lumina aceleiași culori cum se pare, lungimea de undă va avea întotdeauna o nuanță diferită de cea a eșantionului.
Obiectele apar ca având anumite culori deoarece reflectă lumina anumitor lungimi de undă, absorbind toate celelalte. Iarba pare verde din cauza clorofilei, care reflectă lumina verde și absoarbe restul.

Imaginea intitulată Din analiza spectrofotometrică Pasul 7

Calibrați mașina cu soluția de control. Puneți-l în coș și închideți capacul. Într-un model analog, veți observa un ecran cu un ac care se mișcă în funcție de intensitatea detectării luminii. Până când a fost introdusă soluția de control, veți observa că acul se mișcă spre dreapta. Notați această valoare dacă este necesar. Cu soluția de control aflată încă în mașină, mutați acul înapoi la zero cu comanda de ajustare.

Spectrofotometrele digitale pot fi calibrate în același mod, cu excepția faptului că vor prezenta o citire digitală. Setați soluția de control la zero utilizând comanda de ajustare.
După ce soluția de control a fost îndepărtată, calibrarea va rămâne. Când se măsoară restul probelor, absorbanța lor va fi scăzută automat.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 8

Scoateți soluția de control și testați calibrarea. Cu aceasta scoatere, acul sau afișajul digital ar trebui să fie la zero cadru. Puneți soluția de control înapoi pe mașină și confirmați că această valoare nu se va schimba. Dacă mașina este bine calibrată, aceasta va rămâne zero.

Dacă acul sau citirea este diferită de zero, repetați etapele de calibrare cu soluția de control.
Dacă continuați să întâmpinați probleme, solicitați asistență sau luați aparatul pentru a efectua o examinare profesională.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 9

Se măsoară absorbanța probei experimentale. Scoateți soluția de control și plasați mostra în aparat. Așteptați aproximativ 10 secunde până când acul se oprește sau marcajul digital se oprește. Înregistrați aceste valori în raport cu procentul de transmisie sau absorbție.

Cu cât mai multă lumină este transmisă, cu atât mai puțin a fost absorbită de eșantion. În general, veți înregistra valorile absorbției, care vor fi date în formă zecimală, cum ar fi 0,43.
Repetați citirea pentru fiecare probă individuală de cel puțin trei ori și calculați media dintre ele. Acest lucru permite o citire mai exactă.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 10

Repetați testul cu lungimi de undă succesive. Eșantionul dvs. poate avea mai mulți compuși necunoscuți care vor varia în funcție de absorbție în funcție de lungimea de undă. Pentru a elimina incertitudinea, repetați citirile la intervale de 25 nm de-a lungul spectrului. Acest lucru vă va permite să detectați alte substanțe chimice care pot fi incluse în substanța dizolvată.

Metoda 3
Analizând datele de absorbție

Se calculează transmisia și absorbția probei. Transmiterea se referă la cantitatea de lumină care trece prin eșantion a ajuns la spectrofotometru. Absorbanța, la rândul ei, indică cât de multă lumină a fost absorbită de unul dintre substanțele chimice prezente în substanța dizolvată. Multe spectrofotometre moderne au o ieșire definită pentru aceste două valori, însă prin înregistrarea acestei intensități le puteți calcula singur.

Transmisia (T) se calculează prin împărțirea intensității luminii care trece prin soluția de probă cu cantitatea care trece prin soluția de control. Acesta este, de obicei, exprimat în formă zecimală sau procentuală. ${ displaystyle T = {I {I 0}}}$ eu{ displaystyle I}reprezintă intensitatea eșantionului și ${ displaystyle I_ {0}}$ reprezintă intensitatea soluției de control.
Absorbția (A) este exprimată ca valoarea negativă a bazei 10 log (exponent) al transmisiei: ${ displaystyle - log10 {T}}$ T{ displaystyle T}egală cu 0,1, valoarea lui ${ displaystyle A}$ va fi egal cu 1 (0,1 este egal cu 10 ridicat la -1), astfel încât 10% din lumină va fi transmisă și 90% absorbită. La o valoare ${ displaystyle T}$ egal cu 0,01, valoarea lui ${ displaystyle A}$ va fi egal cu 2 (0,01 egal cu 10 - 2), astfel încât numai 1% din lumină va fi transmisă.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 12

Plăcați valorile absorbției ca funcție a lungimii de undă. Valoarea absorbanței este plasată pe axa y verticală și lungimea de undă a luminii utilizate într-o probă dată pe axa orizontală x. Introducerea valorilor maxime posibile pentru fiecare lungime de undă a luminii testate, va fi capabil să producă spectrul absorbanta probei și pentru a identifica compușii substanței de testat și proporțiile lor.

Spectrul de absorbție are de obicei vârfuri la anumite lungimi de undă care permit identificarea componentelor specifice.

Imaginea intitulată din analiza spectrofotometrică Pasul 13

Comparați graficul absorbției cu graficele compuse specifice. Compușii au un spectru de absorbanță foarte unic și vor produce întotdeauna un vârf la aceeași lungime de undă atunci când sunt analizate. Comparând graficele compușilor necunoscuți cu cei cunoscuți, puteți identifica substanțele dizolvate care alcătuiesc soluția.

De asemenea, puteți utiliza această metodă pentru a identifica contaminanții din eșantion. Dacă așteptați un vârf definit la o anumită lungime de undă și observați prezența a două campanii separate, puteți vedea că ceva este greșit în eșantion.

Materiale necesare

Espectrofotômetro-
Substanța din soluția care urmează să fie analizată
Solvent suplimentar (pentru soluția de control) -
Containere pentru soluții de testare și control (cuve, tuburi de încercare etc.).