- •Лабораторная работа18 Получение спектров поглощения биологических объектов с помощью спектрофотометра
- •Ход работы. Определение длины волны, соответствующей максимуму оптической плотности красителя.
- •Определение неизвестной концентрации вещества с помощью спектрофотоколориметра
- •Инструкция по работе с фотоколориметром кфк-3
- •Поглощение света
- •Эмиссионный и абсорбционный спектральный анализ, его медицинское применение.
- •Рассеяние света
Задание для студентов по лабораторной работе №18
«Определение концентрации и молярной экстинкции вещества методом колориметрии»
Цель работы:Методом наименьших квадратов построить калибровочный график. Определить молярную экстинкцию красителя на одной длине волны и найти неизвестную концентрацию вещества.
Вопросы теории ( исходный уровень)
Поглощение света и его законы. Показатель поглощения, коэффициент пропускания, оптическая плотность. Регистрация спектров поглощения биологических объектов. Фотоколориметрия и спектрофотометрия.Устройство ФЭКа. Определение с его помощью концентрации растворов. Определение спектра поглощения вещества спектрофотометром. Рассеяние света и его виды, закон Релея. Нефелометрия.( Лекция№15.)
Содержание занятия:
1.Выполнить работу по указаниям в руководстве к данной работе.
2.Оформить отчет.
3.Защитить работу с оценкой.
4.решить задачи
Задачи
1. При прохождении света с длиной волны λ1 через слой вещества его интенсивность уменьшается вследствие поглощения в 4 раза. Интенсивность света с длиной волны λ2 по той же причине ослабляется в 3 раза. Найдите толщину слоя вещества и показатель поглощения для света с длиной волны λ2, если для света с длиной волны λ1 он равен χ1= 0,02 см-1.
2.Через пластинку из прозрачного вещества толщиной х=4,2см проходит половина падающего на нее светового потока. Определите натуральный показатель поглощения данного вещества. Рассеянием света в пластинке пренебречь; считать, что 10% падающей энергии отражается на поверхности пластинки.
3.В 4%-ном растворе вещества в прозрачном растворится интенсивность света на глубине х=20мм ослабляется в 2 раза. Во сколько раз ослабляется интенсивность света на глубине х=30 мм в 8%-ном растворе того же вещества. Какова концентрация раствора, если одинаковая освещенность фотометрических полей была получена при толщине х= 8мм у эталонного 3%-ного раствора и х=24мм у исследуемого раствора?
4. При прохождении монохроматического света через слой вещества толщиной х=15см
интенсивность убывает и 4 раза. Определите показатель рассеяния, если показатели поглощения χ=0,025 см-1.
5.Чему равен молярный показатель поглощения вещества, на длине волны 400 нм, если при прохождении света через раствор с концентрацией 0,5 М интенсивность света умень-шилась в 10 раз? 6.Длина кювета 0,3 см. Ширина щели монохроматора для раствора сравнения равна 0,1 мм, для исследуемого раствора — 0,038мм. Чувствительность спектрофотометра 2,0, Чему равна оптическая плотность исследуемого раствора?
Лабораторная работа18 Получение спектров поглощения биологических объектов с помощью спектрофотометра
Цель работы: С помощью фотоколориметра снять молекулярный спектр поглощения вещества.
Приборы и материалы: Фотометр фотоэлектрический КФК-3, кюветы, дистиллированная вода, раствор красителя (бром-феноловый синий или KMnO4).
Ход работы. Определение длины волны, соответствующей максимуму оптической плотности красителя.
Ход работы
Ознакомьтесь с инструкцией по работе на фотометре фотоэлектрическом КФК-3
Включите КФК-3 и прогрейте прибор в течение 15 минут.
Приготовьте раствор 0.01MKMnO4. Для этого матричный раствор 1 МKMnO4необходимо разбавить в 100 раз.
В кювету сравнения налейте дистиллированную воду, а в опытную кювету – раствор 0.01MKMnO4. Проследите за тем, чтобы на стенках кюветы не осталось капелек жидкости или других пятен. Протрите кювету чистой салфеткой.
Поместите кюветы в соответствующие кюветные отделения и, согласно инструкции, снимите спектры поглощения красителя относительно дистиллированной воды (зависимости коэффициента поглощения света и относительной плотности вещества от длины волны света). Показания прибора снимайте через каждые 10 нм, а в области экстремума - через каждые 2 нм.
Данные измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1.
, нм. |
Коэффициент поглощения света П,% |
Оптическая плотность вещества (D), отн. ед. |
400 |
|
|
410 |
|
|
420 |
|
|
… |
|
|
650 |
|
|
Рис.1. Спектр
поглощения раствора KMnO4.
, нм.
По данным таблицы 1 постройте спектры поглощения красителя.
Проанализируйте спектр поглощения красителя. Найдите длину волны света, на которой наблюдается экстремум спектра поглощения.
Определение молярной экстинкции вещества
Ход работы
Приготовьте растворы KMnO4следующих концентраций: 0,0025 М, 0,005 М и 0,015 М.
На монохроматоре установите длину волны, соответствующую максимуму спектра поглощения исследуемого раствора.
Возьмите две кюветы. Первую наполните дистиллированной водой, а вторую - раствором красителя концентрации наименьшей из предложенных растворов красителя. Измерьте соответствующую оптическую плотность.
Повторите опыт для растворов красителя других концентраций. Запишите результаты в таблицу 2.
Таблица 2.
Номер опыта |
С, М |
Оптическая плотность D, отн. ед. |
1 |
0,0025 |
|
2 |
0,005 |
|
3 |
0,01 |
|
4 |
0,015 |
|
Постройте график зависимости оптической плотности раствора на длине волны, соответствующей максимуму спектра поглощения, от концентрации раствора в молях.
Рис. 2. Зависимость оптической плотности раствора на max от концентрации красителя в растворе.
С помощью графика (калибровочного графика) и закона Бугера-Ламберта-Бера найдите значение экстинкции раствора на max.
Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера,для любых двух произвольных концентраций выполняется равенство, т.е.Di=.Ci.l Dk=.Ck.l , гдеDiиDk- оптические плотности, Сiи Сk– соответствующие концентрации иl –оптический путь (длина кюветы). Найдем экстинкцию из соотношенияDi- Dk= l (Ci-Ck):
.
Растворы должны быть разбавленными.
Измерьте длину кюветы в см. При l равной единице, ε равна тангенсу наклона калибровочной линии:,
где α- угол наклона калибровочной прямой к оси абсцисс. Экстинкция имеет размерность М-1.см-1
Рассчитайте экстинкцию для трех пар значений концентраций и найдите среднее. Результаты занесите в таблицу 3.
Таблица 3.
Длина кюветы, см |
Экстинкция раствора, М-1см-1 |
Усредненная экстинкция раствора, М-1см-1 |
2 |
|
|
| ||
|
Рис. 3. Калибровочный график, на котором показан принцип расчета коэффициента экстинкции раствора.