ספקטרופוטומטריה היא טכניקה ניסיונית המשמשת למדידת ריכוז המומס בתמיסה מסוימת על ידי חישוב כמות האור שנספג בחומר זה. טכניקה זו שימושית מאוד מכיוון שתרכובות מסוימות גם יספגו אורכי גל שונים בעוצמות שונות. על ידי ניתוח האור העובר דרך תמיסה, ניתן לזהות את התרכובות המומסות בתמיסה וריכוזן. הכלי המשמש לניתוח פתרונות בטכניקה זו במעבדה הוא ספקטרופוטומטר.
שלב
חלק 1 מתוך 3: הכנת המדגם
שלב 1. הפעל את הספקטרופוטומטר
יש לחמם את רוב הספקטרופוטומטרים לפני שהם יכולים לתת מדידות מדויקות. אז, הפעל את המכונה ולאחר מכן תן לה לשבת לפחות 15 דקות לפני מדידת הדגימה.
השתמש בזמן זה כדי להכין את המדגם
שלב 2. נקו את הקובט או את המבחנה
במעבדות בית הספר עשויות להיות זמינות מבחנות חד פעמיות שאינן צריכות לנקות תחילה. עם זאת, אם אתה משתמש בקובט או במבחנה רגילים, הקפד לנקות את המכשיר היטב לפני השימוש. שוטפים את כל הקובטים במים מיונים.
- היזהר משימוש בקובטים מכיוון שהם די יקרים.
- בעת השימוש בקובט, אל תיגע בצד בו האור עובר (בדרך כלל הצד הצלול של המיכל).
שלב 3. יוצקים דגימה מספקת לתוך הקובט
הנפח המרבי של חלק מהקובט הוא 1 מ"ל, בעוד שהנפח המרבי של המבחנה הוא 5 מ"ל. המדידות שלך צריכות להיות מדויקות כל עוד האור של הספקטרופוטומטר עדיין יכול לעבור דרך הדגימה ולא חלק ריק מהמיכל.
אם אתה משתמש בפיפטה להכנסת דגימות, השתמש בקצה חדש לכל דגימה. כך ניתן להימנע מזיהום צולב
שלב 4. הכן את פתרון הבקרה
פתרונות אלה המכונים גם ריקים או ריקים מכילים רק את הממס בתמיסה המנותחת. לדוגמה, אם יש לך דגימת מלח מומסת במים, הפתרון הריק שאתה צריך הוא מים. אם המים שבהם אתה משתמש הם אדומים, עליך להשתמש גם בפתרון ריק אדום. השתמש במיכל דומה כדי להחזיק את הפתרון הריק באותו נפח כמו המדגם.
שלב 5. נגב את החלק החיצוני של הקובט
לפני הכנסת הקובט לספקטרופוטומטר, עליך לוודא שהוא נקי כדי להימנע מהפרעות במדידות עקב חלקיקי אבק או זיהומים. השתמש במטלית נטולת מוך כדי להסיר כל טיפות מים או אבק שנדבק לחלק החיצוני של הקובט.
חלק 2 מתוך 3: התנסות
שלב 1. קבע והתאם את אורך הגל של האור כדי לנתח את המדגם
השתמש באורך גל יחיד של אור (קרן מונוכרומטית) כדי להגביר את יעילות המדידה. בחר את צבע האור שיכול להיספג בתוכן הכימי שחושבים שהוא מומס בדגימת הבדיקה. הגדר את אורך הגל בהתאם למפרט הספקטרופוטומטר בו אתה משתמש.
- במעבדות בית הספר, אורכי גל אלה יינתנו בדרך כלל בהוראות הניסוי.
- מכיוון שהמדגם ישקף את כל האור הגלוי, אורך הגל של צבע האור הניסיוני בדרך כלל תמיד שונה מצבע המדגם.
- אובייקט מופיע בצבע מסוים מכיוון שהוא משקף אורך גל מסוים וסופג את כל הצבעים האחרים. הדשא נראה ירוק מכיוון שהכלורופיל בו משקף ירוק וסופג צבעים אחרים.
שלב 2. כייל את הספקטרופוטומטר עם פתרון ריק
מניחים את הפתרון הריק למחזיק קוביות וסוגרים את הספקטרופוטומטר. במסך הספקטרופוטומטר האנלוגי, ישנה מחט שתנוע על סמך עוצמת זיהוי האור. לאחר הכנסת הפתרון הריק, המחט אמורה לנוע ימינה. רשום ערך זה למקרה שתזדקק לו מאוחר יותר. אפשר לפתרון הריק להישאר בספקטרופוטומטר, ולאחר מכן החלק את המחט לאפס באמצעות כפתור ההתאמה.
- ניתן לכייל גם ספקטרופוטומטרים דיגיטליים באותו אופן. עם זאת, כלי זה מצויד במסך דיגיטלי. הגדר את קריאת הפתרון הריק ל- 0 בעזרת כפתור הבקרה.
- גם אם הפתרון הריק יוסר מהספקטרופוטומטר, הכיול עדיין יהיה תקף. לכן, כאשר אתה מודד את כל המדגם, ספיגת החסר יורדת אוטומטית.
שלב 3. הסר את החסר ובדוק את תוצאות כיול הספקטרופוטומטרים
גם לאחר הסרת הפתרון הריק מהספקטרופוטומטר, המחט או המספר שעל המסך עדיין אמור לקרוא 0. הכנס את הפתרון הריק לספקטרופוטומטר וודא שהקריאה לא משתנה. אם הספקטרופוטומטר מכויל כראוי באמצעות פתרון ריק, התוצאה על המסך עדיין צריכה להיות 0.
- אם המחט או המספר על המסך לא קוראים 0, חזור על שלבי הכיול עם פתרון ריק.
- אם הבעיה ממשיכה, פנה לעזרה או שמישהו יבדוק את הספקטרופוטומטר.
שלב 4. מדוד את ספיגת הדגימה
הסר את הפתרון הריק והכנס את הדגימה לספקטרופוטומטר. המתן כעשר שניות עד שהידיים מתייצבות או שהמספרים בתצוגה הדיגיטלית מפסיקים להשתנות. רשום את אחוז ההעברה ו/או הספיגה של המדגם.
- ככל שעובר יותר אור כך האור פחות נספג. בדרך כלל, עליך לרשום את ערך הספיגה של המדגם המתבטא בדרך כלל כמספר עשרוני, למשל 0.43.
- חזור על המדידה של כל מדגם לפחות שלוש פעמים ולאחר מכן חשב את הממוצע. כך התוצאות שתקבלו יהיו מדויקות יותר.
שלב 5. חזור על הניסוי באורכי גל שונים של אור
הדגימה שלך עשויה להכיל מספר תרכובות בעלות ספיגות שונות בהתאם לאורך הגל של האור. כדי להפחית את אי הוודאות, חזור על מדידות מדגם במרווחי אורך גל של 25 ננומטר על פני ספקטרום האור. בדרך זו תוכלו לזהות כימיקלים מומסים אחרים בדגימה.
חלק 3 מתוך 3: ניתוח נתוני ספיגה
שלב 1. חישוב העברה והספיגה של המדגם
ההעברה היא כמה אור יכול לעבור דרך הדגימה ולהגיע לספקטרופוטומטר. בינתיים, ספיגה היא כמה אור נספג באחד הכימיקלים המומסים בדגימה. ישנם ספקטרופוטומטרים מודרניים רבים המעניקים תפוקה בצורה של העברה וספיגה. עם זאת, אם אתה מקבל ערך עוצמת אור, אתה יכול גם לחשב את שני הערכים האלה בעצמך.
- ניתן לקבוע את העברה (T) על ידי חלוקת עוצמת האור העובר בפתרון המדגם בכמות האור העוברת דרך הפתרון הריק. ערך זה מתבטא בדרך כלל כמספר עשרוני או כאחוז. T = אני/אני0, שם אני עוצמת המדגם ואני0 היא העוצמה הריקה.
- הספיגה (A) מתבטאת בתור העברת לוגריתם (מעריך) בסיס שלילי: A = -log10אז אם T = 0, 1, A = 1 (0, 1 הוא 10 בעוצמה של -1). המשמעות היא שעוברים 10% מהאור, בעוד 90% נספגים. בינתיים, אם T = 0.01, A = 2 (0.01 הוא 10 בעוצמה של -2). המשמעות היא שהאור שעובר הוא 0.1%.
שלב 2. גרף את ערך הספיגה מול אורך הגל
הביעו את ערך הספיגה כציר y ואת אורך הגל כציר ה- x. מנקודות כל תוצאות הספיגה בכל אורך גל, תקבל את ספקטרום הספיגה של הדגימה, ותזהה את תכולת המתחם ואת היחס שלו במדגם.
לספקטרום הספיגה יש בדרך כלל פסגות באורכי גל מסוימים. אורכי גל שיא אלה מאפשרים לך לזהות תרכובות ספציפיות
שלב 3. השווה את ספקטרום הספיגה שלך עם גרף של תרכובת ידועה
לכל תרכובת יש ספקטרום ספיגה ייחודי ותמיד יש לו אותו אורך גל שיא בכל מדידה. על ידי השוואת הגרף שאתה מקבל עם גרף של תרכובת ידועה מסוימת, תוכל לזהות את תוכן המומס בתמיסת המדגם.
