SPEKTROFOTOMETRIA

1.      Część teoretyczna:

PRAWA ABSORPCJI

W celu wykorzystania zjawiska absorpcji promieniowania w analizie chemicznej trzeba poznać zależności pomiędzy stężeniem substancji w roztworze oraz grubością warstwy roztwory badanej substancji a ilością promieniowania zaabsorbowanego przez ten roztwór.

Zmiany energii (ΔE) są związane z częstością  drgań lub długością fali promieniowania

                                   ΔE = hv = c/ λ                  h – stała Plancka h = 6,626 * 10 J * s                                                               

                                                                                          v – częstość drgań

                                                                                          c – prędkość światła  λ – dł. fali

I prawo absorpcji (prawo Lamberta)

  Absorpcja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej, jeżeli wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi przez jednorodny ośrodek absorbujący.

I= I0 * ē                              I – natężenie promieniowania po przejściu przez ośrodek promieniujący 

                                                      I0  - natężenie wiązki promieniowania monochromatycznego

                                                      b – grubość warstwy absorbującej

                                                      k – współczynnik absorpcji

A = log – ab                        A – zdolność pochłaniania zwana absorbancją

                                                      a = 0,4343k                                          

II prawo absorpcji

  Natężenie promieniowania przechodzącego przez ośrodek absorbujący zmniejsza się w stosunku geometrycznym, gdy grubość warstwy rośnie w stosunku arytmetycznym..

III prawo absorpcji (prawo addytywności absorpcji)

  Absorpcja roztworu wieloskładnikowego równa się sumie absorbancji poszczególnych składników.

A= A1 + A2 + … +An

Źródła promieniowania:

- Lampy żarowe

- Lampy deuterowe

- Lampy wolframowo – halogenowe

- Wysokociśnieniowe łukowe lampy ksenonowe

Detekcja promieniowania

- ogniwa fotoelektryczne (ogniwa z warstwą zaporową)

- komórki fotoelektryczne

- fotopowielacze

- fotodiody

Monochromatory

Mają za zadanie wybrać, z emitowanego przez źródło ciągłego promieniowania wąskie pasmo o żądanej długości fali i przepuścić je przez komórkę z badaną substancją. Składają się z 1) szczeliny wejściowej 2) kolimatora 3) elementu rozpraszającego promieniowanie 4) szczeliny wyjściowej

Fala elektromagnetyczna

  Rozchodzące się w przestrzeni i czasie spójne drganie pól elektrycznego elektrycznego magnetycznego.

Długości fal elektromagnetycznych

Ultrafioletowe promieniowanie - odpowiada długości fali od 400 do ok. 10 nm (granica pomiędzy promieniowaniem ultrafioletowym a rentgenowskim jest umowna), dzieli się na ultrafiolet tzw. bliski (400-190 nm) i daleki (190-10 nm).

Promieniowaniem widzialnym / światłem /  nazywamy promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal w próżni w zakresie od 400 nm do 760 nm,  na   które reaguje oko ludzkie.

Podczerwone promieniowanie, podczerwień - niewidzialne promieniowanie elektromagnetyczne formalnie zaliczane do fal świetlnych, o długości fali od 760 nm do 2000 µm. Emitowane jest przez rozgrzane ciała

  2. POMIARY I OPRACOWANIE WYNIKÓW

Na podstawie pomiarów absorbancji wykreślić krzywą wzorcową i na jej podstawie wyznaczyć stężenie azotu azotynowego w próbce.

*Roztwór wzorcowy azotu azotynowego (0,5mg NNO  /ml)

Pomiary:

Długość fali l=543nm

Z krzywej wzorcowe wyznaczam stężenie azotu azotynowego w badanej próbce.

Przy  określonej długości fali l=543nm i  A=0,069

Þz wykresu odczytuję, że dla takiej absorbancji c»0,025mg/ml

Po przeliczeniu stężeń  :

® do kolbki miarowej na 100ml wlano 5,0ml azotu azotynowego.

Zależność A od c musi mieć przebieg prostoliniowy, czyli nachylenie krzywej kalibracyjnej musi być stałe.

W naszym przypadku tak nie jest, dlatego poprowadziłam drugą prostą liniową (N), o stałym nachyleniu.

Na jej podstawie obliczam również stężenie dla absorbancji A=0 069, przy długości fali l=543nm.

Þ c»0,0125mg/ml, czyli do próbki na 100ml wlano 2,5ml azotu azotynowego.

WNIOSKI:

Otrzymane wyniki różnią się znacząco od siebie, ale przyjmuje za poprawne obliczenia na podstawie prostej liniowej(N), czyli c=0,0125mg/ml, gdyż krzywa wzorcowa musi mieć stałe nachylenie. W naszych pomiarach wystąpiło znaczące odchylenie w pkt.3. Mogło ono być spowodowane nie dokładnym odmierzeniem roztworu wzorcowego – to spowodowało zmianę stężenia, a co się z tym wiąże odchylenie od praw absorpcji.