Результаты эксперимента

№ п/п			С,%	, %	Ес, %
1. 2. 3. 4. 5.
Сред.

Лабораторная работа № 25

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПЕКТРА ПОГЛОЩЕНИЯ БЕЛКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование поглощения света различными веществами.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: спектрофотометр СФ-26 (или аналогичный спектрофотометр), раствор сыворочного альбумина (яичного альбумина или пенсина) в воде.

5. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Поглощение (абсорбцией) света называется явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе вследствие преобразования энергии волны в теплоту и другие виды энергии. Это происходит одновременно с рассеянием света. Рассеяние света происходит в средах при условии, что размеры неоднородностей соизмеримы с длиной волны света. При рассеянии света энергия сохраняет свою электромагнитную природу.

Поглощение света в веществе описывается законом Бугера:

, (1)

где J₀ и J – интенсивности плоской монохроматической световой волны на входе и выходе слоя вещества толщиной d;  - коэффициент поглощения зависящий от длины волны  света, химической природы и состояния вещества и не зависящий от интенсивности света. При интенсивность светаJ по сравнению с J₀ уменьшается в «е» раз (т.е.  2,72 приблизительно в три раза).

Показатель поглощения характеризуется поглощательную способность вещества.

Постепенное убывание интенсивности света при прохождении через среду вследствие рассеяния также подчиняется закону Бугера, формула (1) которого с учетом поглощения и рассеяния принимает вид:

, (2)

где -  - показатель ослабления света вследствие рассеяния.

Исследования поглощения монохроматического света растворами окрашенных веществ (при условии, что расворитель не поглощает света данной длины волны и раствор имеет невысокую концентрацию). Бер показал, что оно также подчиняется закону Бугера.

Закон Бера гласит:

«показатель поглощения  прямо пропорционален концентрации вещества в растворе:

, (3)

где х – показатель поглощения для раствора единичной концентрации». Для разных веществ зная (3) и (1) имеем:

- закон Бугера-Бера (4)

или в системе десятичных логарифмов

, где.

Отношение - называют коэффициентом пропускания или прозрачностью, а величину- оптической плотностью. Учитывая выше приведенную формулу оптическая плотность раствора

D = xcd (5)

где D – оптическая плотность,

с – концентрация вещества,

х – коэффициент экстинкции х = 0,434х^’.

На практике закон Бугера-Бера выполняется в некоторых пределах, концентрации (до значения оптической плотности D=0,3 до D=1,5. Эти условия подбирают, изменяя концентрацию или длину оптического пути (толщину кюветы).

Оптическая плотность раствора зависит от длины волны измеряемого света и не зависит от его интенсивности. Кривая выражающая эту зависимость называется спектром поглощения.

II. Описание экспериментальной установки (сф-26)

Спектрофотометр предназначен для измерения коэффициента пропускания жидких и твердых веществ в области спектра от 186 до 110 Нм.

Спектрофотометр состоит из монопроматора с измерительным прибором 2, кюветного отделения 3, камеры 4 с фотоприемниками и усилителем и осветителя 5 с источниками излучения и стабилизатором.

Основной частью монохоматора является призма которая поворачивает при вращении рукоятки 6 одновременно происходит перемещение школы 7 длин волн. Раскрытие входной и выходной щелей осуществляется с помощью рукоятки 8. Щели открываются в пределах от 0,01 до 2 мм.

В спектрофотометре используются два источника сплошного спектра: дейтериевая лампа для работы в области спектра от 186 до 350 нм и лампа накаливания для работы в области спектра от 340 до 1100 нм. Смена источников излучения производится в диапазоне от 340 до 350 нм путем переключения зеркального конденсатора рукояткой 9.

Кюветное отделение 3 предназначено для установки измеряемых и контрольных образцов (образцов сравнения). Для крепления плоских твердых образцов в кюветном отделении служит держатель с четырьмя окнами и пружинами, позволяющий устанавливать и измерять пропускание образцов толщиной от 0,5 до 2 мм, шириной от 8 до 15 мм.

Для исследования жидкостей используются прямоугольные кюветы из кварцевого стекла для слоя жидкости толщиной 10 мм. Кюветы помещаются в держатель с четырьмя гнездами. Держатели твердых образцов и прямоугольных кювет устанавливаются в каретку стороной с белой точкой к оператору, предельно близко к выходному окну монохрометра. Каретка с образцами перемещается с помощью рукоятки 10 и может фиксироваться в четырех положения: «1», «2», «3», и «4», соответствующих четырем кюветам.

Измерение коэффициентов пропускания образцов производится при плотно закрытой крышке кюветного отделения.

Переключение элементов производится с помощью рукоятки 11. если рукоятка находится в положении «Ф», в схему включен сурьмяно-цезиевой фотоэлемент, и в положении «К» в схему включен кислородно-цизиевой фотоэлемент.

В камере 4 находится осушительный патрон с силикагелем. Шкалы измерительного прибора 2, оцифрованные в процентах пропускания Т и единицах оптической плотности Д.

На основании расположены сигнальная лампа 12 и тумблер сеть: сигнальная лампа 13 (Д), показывающая включение дейнгерневой лампы; сигнальная лампа 14 (Н), показывающая включение лампы накаливания, рукоятка 15 включения регистров компенсации при растяжке 10-процентного диапазона на всю шкалу, имеющая 10 положений, обеспечивающих работу в диапазонах коэффициентов пропускания от 110 до 100, 100-90…. от 10-0; рукоятка 16 отсчет для выбора шкалы измерений, имеющая четыре положения. Положение «х1» рукоятки «отсчет» используется для измерения в диапазоне от 100 до 0; положение «х0,1» используется для растяжки 10-процентного диапазона на всю шкалу измерительного прибора при включенном компенсаторе; положение калибр используется для установки 100-процентного отсчета при работе с сильно поглощающими образцами. В этом случае измерения проводят с более широкими щелями для усиления светового потока, положение «х0,01» используется для измерения образцов с пропусканием меньше 10% для растяжки одного процента из диапазона от 0 до 10% в 100 раз на всю шкалу измерительного прибора (растяжка одного процента из диапазона от 2 до 10% производится при включенном компенсаторе).

На передней стенке камеры 4 расположена рукоятка 17 шторки, рукоятка 18 установки нуля, рукоятка 19 установки чувствительности.

Установка нуля осуществляется потенциометром с двойной регулировкой (грубой и тонкой), поэтому необходимо пользоваться им с большой осторожностью, не прилагая усилий.

Панель стабилизатора показана на рис. 2.

Ось 1 резистора для регулировки разрядного тока, ось 2 резистора для регулировки рабочего тока накала дейтериевой лампы, тумблер 3 и клеммы 4 для включения амперметра в цепь стабилизатора при установке разрядного тока и для включения амперметра в цепь накала дейтериевой лампы при установке рабочего тока накала лампы, предохранитель 5, клемма 6 для заземления и сетевая розетка 7.