Utför en spektrofotometrisk analys

Spektrofotometri är en experimentell teknik som används för att mäta koncentrationen av lösta ämnen i en specifik lösning, genom att beräkna mängden ljus som absorberas av dessa lösta ämnen. Denna teknik är kraftfull eftersom vissa föreningar kommer att absorbera olika våglängder av ljus med olika intensiteter. Genom att analysera ljuset som passerar genom lösningen kan du identifiera vissa lösta ämnen i lösningen och hur koncentrerade dessa ämnen är. En spektrofotometer är den enhet som används för att analysera lösningar i en laboratoriemiljö.

Steg

Del 1 av 3: Förberedelse av proverna

Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys Steg 1
1. Slå på spektrofotometern. De flesta spektrofotometrar behöver värmas upp innan de kan ge en korrekt avläsning. Slå på enheten och låt den sitta i minst 15 minuter innan du kör prover.
  • Använd uppvärmningstiden för att förbereda dina prover.
Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 2
2. Rengör kyvetterna eller provrören. Om du gör ett skollabb kanske du använder engångsprovrör som inte behöver rengöras. Om du använder kyvetter eller återanvändbara provrör, se till att de är väl rengjorda före användning. Skölj varje kyvett noggrant med avjoniserat vatten.
  • Var försiktig med kyvetter då de kan bli ganska dyra, speciellt om de är gjorda av glas eller kvarts. Kvartskyvetter är designade för användning i UV-synlig spektrofotometri.
  • När du hanterar kyvetten, rör inte vid sidorna som ljuset kommer att passera genom (vanligtvis de genomskinliga sidorna av röret). Om du råkar vidröra dessa sidor, torka av kyvetten med en "kimwipe" (som är framtagen för att undvika att repa glaset).
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys Steg 3
    3. Ladda lämplig volym prov i kyvetten. Vissa kyvetter har en maximal volym på 1 milliliter (ml) medan provrör kan ha en maximal volym på 5 ml. Så länge lasern som producerar ljuset passerar genom vätskan och inte genom en tom del av behållaren, kommer du att få en exakt avläsning.
  • Om du använder en pipett för att ladda dina prover, använd en ny spets för varje prov för att undvika korskontaminering.
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys Steg 4
    4. Gör en kontrolllösning. Kontrolllösningen, eller `blank`, har endast det kemiska lösningsmedlet i vilket lösningen som ska analyseras är löst. Till exempel, om du löste salt i vatten, skulle din "blank" bara innehålla vatten. Om du färgar vattnet rött måste ämnet även innehålla rött vatten. Blanket har samma volym som lösningen som ska analyseras och förvaras i samma typ av behållare.
    Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys Steg 5
    5. Torka av utsidan av kyvetten. Innan du placerar kyvetten i spektrofotometern vill du se till att den är så ren som möjligt för att undvika störningar från smuts eller dammpartiklar. Använd en luddfri trasa för att ta bort eventuella vattendroppar eller damm som kan finnas på utsidan av kyvetten.

    Del 2 av 3: Köra experimentet

    Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 6
    1. Välj och ställ in ljusets våglängd att analysera provet med. Använd en enda våglängd av ljus (monokromatisk färg) för att göra testet mer effektivt. Färgen på ljuset ska vara en färg som man vet absorberas av en av kemikalierna som misstänks finnas i testlösningen. Ställ in önskad våglängd enligt specifikationerna för din spektrofotometer.
    • I ett klassrumslabb kommer troligen våglängden att anges.
    • Eftersom provet kommer att reflektera allt ljus av samma färg när det dyker upp, kommer den experimentella våglängden alltid att vara en annan färg än provets.
    • Objekt visas som vissa färger eftersom de reflekterar ljus av vissa våglängder och absorberar alla andra färger. Gräs är grönt eftersom klorofyllet i gräset reflekterar grönt ljus och absorberar allt annat.
    Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 7
    2. Kalibrera maskinen med "blank". Placera ämnet i kyvetthållaren och stäng locket. På en analog spektrofotometer kommer det att finnas en skärm med en nål som rör sig baserat på intensiteten av ljusdetekteringen. När blanketten är inne bör du se nålen flyttas åt höger. Notera detta värde om du behöver det senare. Med ämnet kvar i maskinen, nollställ nålen med justeringsratten.
  • Digitala spektrofotometrar kan kalibreras på samma sätt, de kommer bara att ha en digital avläsning. Ställ in blanketten på noll med justeringsrattarna.
  • När du tar bort ämnet är kalibreringen fortfarande korrekt. Vid mätning av resten av proverna subtraheras blankets absorbans automatiskt.
  • Se till att använda en enda blank per session så att varje prov kalibreras till samma blank. Om du till exempel tömmer spektrofotometern, sedan analyserar bara några få prover och tömmer spektrofotometern igen, skulle de återstående proverna vara felaktiga. Då måste du börja om.
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 8
    3. Ta bort blanket och testa kalibreringen. Med blanketten borttagen bör nålen förbli på 0 (noll) eller den digitala avläsningen ska förbli på noll. Sätt tillbaka ämnet i enheten och kontrollera att nålen eller avläsningen inte ändras. Om maskinen är korrekt kalibrerad med ditt ämne, bör allt förbli på noll.
  • Om nålen eller avläsningen inte är noll, upprepa kalibreringsstegen med blanketten.
  • Om du fortsätter att ha problem, skaffa hjälp eller få enheten kontrollerad för problem.
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 9
    4. Mät absorbansen av ditt experimentella prov. Ta bort blanket och placera det experimentella provet i enheten. Skjut in kyvetten i rätt skåra och se till att den står upprätt. Vänta cirka 10 sekunder tills nålen stannar eller tills de digitala siffrorna slutar ändras. Notera värdena för % transmission och/eller absorbans.
  • Absorbansen är också känd som den optiska densiteten (OD).
  • Ju mer ljus som släpps igenom, desto mindre ljus absorberar provet. I allmänhet kommer du att skriva ner absorbansvärdena, som vanligtvis anges som decimaler. Till exempel: 0,43.
  • Om du får ett onormalt resultat (som 0,900 medan resten är runt 0,400), späd ut provet och mät absorbansen igen.
  • Upprepa mätningen för varje enskilt prov minst tre gånger och genomsnitt av mätningarna. Detta ger en mer exakt läsning.
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 10
    5. Upprepa testet med på varandra följande våglängder av ljus. Ditt prov kan innehålla flera okända föreningar vars absorbans varierar beroende på våglängden. För att utesluta osäkerhet, upprepa mätningarna med 25nm intervaller över hela spektrumet. På så sätt kan du upptäcka andra kemikalier som du misstänker finns i det lösta ämnet.

    Del 3 av 3: Analys av absorbansdata

    Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 11
    1. Beräkna provets transmission och absorbans. Transmission indikerar hur mycket av ljuset som passerade genom provet som nådde spektrofotometern. Absorption är hur mycket av ljuset som har absorberats av en av kemikalierna i det lösta ämnet. Många moderna spektrofotometrar visar transmission och absorption, men när du har registrerat intensiteten kan du beräkna dessa värden.
    • Transmittansen (T) hittas genom att dividera intensiteten av ljuset som har passerat genom provlösningen med mängden som har passerat genom blindprovet. Det uttrycks vanligtvis som en decimal eller som en procentsats. T = I/I0 där I är provets intensitet och I0 intensiteten av blanketten.
    • Absorbansen (A) uttrycks som det negativa av logaritmen (exponenten) för transmissionsvärdet (bas-10): A = -log10t. För ett T-värde på 0,1 är värdet på A 1 (0,1 är 10 till -1:a potensen), vilket betyder att 10 % av ljuset transmitteras och 90 % absorberas. För ett T-värde på 0,01 är värdet på A 2 (0,01 är 10 till -2:a potensen), vilket betyder att 1 % av ljuset transmitteras.
    Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 12
    2. Rita absorbansvärdena mot våglängderna. Absorbansvärdet plottas på den vertikala y-axeln mot våglängden av ljus som används för ett visst test plottas på den horisontella x-axeln. Att plotta de maximala absorbansvärdena för varje våglängd av det testade ljuset ger absorbansspektrumet för provet och identifierar föreningarna som utgör testkemikalien och deras förhållanden.
  • Ett absorptionsspektrum har vanligtvis toppar vid vissa våglängder som gör att du kan identifiera specifika föreningar.
  • Bild med titeln Gör spektrofotometrisk analys steg 13
    3. Jämför ditt absorptionsspektrumdiagram med kända diagram av specifika föreningar. Föreningar har ett unikt absorptionsspektrum och kommer alltid att producera en topp vid samma våglängd varje gång de mäts. Genom att jämföra dina plotter av okända föreningar med de för kända föreningar, kan du identifiera lösningsmedlen som utgör din lösning.
  • Du kan också använda den här metoden för att identifiera föroreningar i ditt prov. Om du förväntar dig en tydlig topp vid en viss våglängd och du får två toppar vid olika våglängder, då vet du att något är fel i ditt prov.
  • Förnödenheter

    • Spektrofotometer
    • Ämnet i lösningen som ska analyseras
    • Extra lösningsmedel eller lösningsmedel (för en blanklösning)
    • Behållare för test- och blanklösningar (kyvetter, provrör, etc.)

    Оцените, пожалуйста статью