Блок-схема двухлучевого спектрофотометре сф-10

Блок-схема двулучевого спектрофотометра СФ-10 представлена на рисунке 1

Рисунок 1 – Блок-схема двулучевого спектрофотометра СФ-10:

1 - источник полихроматического света; 2 – монохроматор; 3, 3' - кюветы с раствором сравнения и анализируемым раствором, соответственно; 4, 4' - приемник излучения; 5 - схема сравнения; 6 - система обратной связи; 7, 7' - моторчики электродвигателей; 8 - барабан с длинами волн; 9 - светокомпенсатор

Верхний световой поток называется потоком сравнения, он проходит через кювету с растворителем. Нижний – основным (регистрирующим или индикаторным), он проходит через кювету с анализируемым раствором. В индикаторный световой поток введен светокомпенсатор (серые фильтры) - оптическая заслонка, которая ослабляет поток сравнения в такой же степени в какой растворенное вещество ослабляет индикаторный световой поток.

Выполнение работы

1) Спектрофотометр СФ-10 включает лаборант за 10-15 мин до начала работы.

2) Приготавливают стандартные растворы чистых красителей. Выбор красителей и их число определяет преподаватель (обычно анализируемая смесь состоит из трех красителей). Для каждого красителя приготавливают 4 стандартных раствора в мерных колбах вместимостью 50 см³. В предварительно вымытые и ополоснутые дистиллированной водой колбы добавляют по бюретке заданное лаборантом количество миллилитров исходного стандартного раствора красителя. Объем колб доводят дистиллированной водой до метки, убирают капли выше метки фильтровальной бумагой, закрывают пробкой, тщательно перемешивают.

3) Получают у лаборанта анализируемую смесь красителей в колбу на 50 см³. Доводят объем колбы дистиллированной водой до метки, закрывают пробкой, перемешивают.

4) Подготавливают две кюветы с одинаковой толщиной, моют водопроводной, ополаскивают дистиллированной водой. В одну кювету наливают дистиллированную воду, в другую - раствор красителя.

5) Устанавливают кюветы в специальных держателях в кюветное отделение спектрофотометра. Кювету с дистиллированной водой справа, с раствором – слева.

6) Закрепляют специальный бланк на барабане спектрофотометра и записывают спектры поглощения всех стандартных и анализируемого растворов на одном бланке. Порядок записи спектров поглощения смотри в разделе 3.6.

7) По окончании записи спектров, кюветы моют, ополаскивают дистиллированной водой и оставляют в спектрофотометре. Приводят рабочее место в порядок.

Расчет результатов анализа

1) Расчет концентрации приготовленных стандартных растворов красителей

,

где С_исх,i., С_к,i – концентрация исходного стандартного раствора красителя и в колбе соответственно, моль/дм³;

V_исх. – объем исходного стандартного раствора, отмерено по бюретке, дм³;

V_к – объем колбы, дм³;

Метилоранж: С₀ = 1,5*10^-4 моль/л; V = 2; 3; 4; 5 V = [мл]

C₁ = 1,5 *10^-4 * (2/50) = 6*10^-6 моль/л;

С₂ = 9*10^-6 моль/л;

С₃ = 12,0*10^-6 моль/л;

С₄ = 15,0*10^-6 моль/л.

Метилвиолет: С₀ = 2*10^-4 моль/л; V = 4; 5; 6; 7

С₁ = 2,0*10^-4 * (4/50) = 1,6*10^-5 моль/л;

С₂ = 2*10^-5 моль/л;

С₃ = 2,4*10^-5 моль/л;

С₄ = 2,8*10^-5 моль/л.

Метинеловая синь: С₀ = 1*10^-4 моль/л; V = 1; 2; 3; 4.

С₁ = 10^-4 * (1/50) = 2*10^-6 моль/л;

С₂ = 4*10^-6 моль/л;

С₃ = 6*10^-6 моль/л;

С₄ = 8*10^-6 моль/л.

2) Выбор аналитических длин волн. Число аналитических длин волн соответствует числу красителей в анализируемой смеси (для трехкомпонентной смеси: _а1, _а2, _а3). Обычно аналитическая длина волны выбирается в максимумах полос поглощения чистых красителей, в каждом конкретном случае для смеси красителей необходимо учитывать пересечение спектров поглощения чистых компонентов (выбор аналитических длин волн следует согласовать с преподавателем).

1. Определение коэффициентов экстинкции на аналитических длинах волн.

2. Таблица 1 - Результаты экспериментов

№	Краситель 				Краситель 				Краситель 
	С	А (а1)	А (а2)	А (а3)	С	А (а1)	А (а2)	А (а3)	С	А (а1)	А (а2)	А (а3)
1	6	0,32	-	-	8	-	0,35	0,1	4	-	-	0,1
2	9	0,5	-	-	12	-	0,48	0,18	6	-	-	0,18
3	12	0,7	-	-	16	-	0,53	0,25	8	-	-	0,25
4	15	0,86	-	-	20	-	0,62	0,43	10	-	-	0,43

По результатам, приведенным в таблице 1, строят калибровочные графики в осях «абсорбция – концентрация». Если в результате построения получаются прямые линии, значит, закон Ламберта-Бугера-Бера выполняется. Коэффициенты экстинкции находят как тангенсы угла наклона прямых, равные отношению соответствующих катетов:  =А/Сl. При этом все величины следует брать в соответствующих единицах.

₁/(С*2)

5) Расчет концентрации красителей в анализируемой смеси.

В данном случае искомой величиной является единственная неизвесная в данном уравнении – концентрация м.в. Подставляя найденную ранее концентрацию м.с., найденные по калибровочным графикам коэффициенты экстинкции и измеренную нами опытным путем абсорбцию смеси легко можно получить величину С(м.в.):

моль/л;

Вывод: определили концентрации анализируемых красителей и увидели зависимость абсорбции света различными красителями в зависимости от длины волны с помощью спектрофотометра СФ – 10 .