Bestäm koncentrationen av ett ämne med...
Transcript of Bestäm koncentrationen av ett ämne med...
Spektrofotometri
ü Syftetmedspektrofotometriärattmätakoncentrationenavettämneienlösning.Detskergenomattvibestrålarlösningenmedultraviolettellervisuelltljus(beroendepåämnetviundersökerochdessegenskaper)ochfårutett”absorbansvärde”.Destomerljussomabsorberasavlösningendestohögrekoncentrationfinnsdetavämnet.
ü Spektrofotometriutförsmedenspektrofotometer.
ü UV-spektrofotometri:UVstårför”ultraviolettljus”ochinnebärkortavåglängdersomdetmänskligaögatejkanuppfatta.VissaämnenkanabsorberaUV-ljusmenintevanligtvisuelltljusochdärföranvändervien”UV-spektrofotometer”närviskabestämmakoncentrationenavdessaämnen.
ü Vis-spektrofotometri:Visstårför”visuelltljus”ochinnebärmedellångavåglängdersomdetmänskligaögatkanuppfatta.Förämnensomkanabsorberavisuelltljusanvändervien”Vis-spektrofotometer”.
Spektrofotometer
Bildkälla:ByNikoleta Kraifová (Own work)[CCBY-SA4.0(http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)],viaWikimedia Commons
Principen bakom spektrofotometri
Kyvettmedprovlösning
ü Enljuskällaskickarutljusmotkyvettendärprovlösningenmedämnetfinns.Ämnetsmolekylerabsorberarenstordelavdetljussomåkerinikyvetten.Destoflermolekyler(högrekoncentrationavämnet)destomerljusabsorberas.
ü Detektornregistrerartransmittansenvilketärdenandelljussomtarsigigenomochträffardetektorn.Detektornkansedanutifråntransmittansenberäknaabsorbansen.
Detektor
0,38
Från detektorn får vi ett absorbansvärde
Kyvettmedprovlösning
I1:Denmängdljussomtarsigigenomkyvettenochträffardetektorn.
I0:Denmängdljussomskickadesinikyvetten.
T=0,42 %T=42%A=0,38
T:3/7=0,42=42%-log(0,42)=0,38
I1
1. Detektornregistrerardetljussomträffardetektornochräknarsedanuttransmittansenmedföljandeformel:
Detektor
Vårtexempel:
I0
0,38
2. Detektornräknarsedanutabsorbansenmedföljandeformel:
Monokromatorns funktion
ü Viställerinmonokromatornpådenvåglängdavljusetsomämnetärbästpåattabsorbera.Varjeämneharenspecifikvåglängdsomämnetabsorberarbäst.
ü Monokromatornfiltreraralltsåbortdeoönskadevåglängdernaochsläpperenbartigenomdenvåglängdviharställtindenpå.
ü Enmonokromatorinnehållerettvridbartprismaochenspalt:Prismatdelaruppdetvitaljuset,somkommerfrånljuskällan,ialladessvåglängder.Spaltengörattbaraenendavåglängdpasseraruturmonokromatorn.Närviställerinspektrofotometernpåenvissvåglängdsåvriderviprismatsåatträttvåglängd”slinker”utgenomspalten!
En högre koncentration av ämnet ger ett högre absorbansvärde
Kyvettmedprovlösning Detektor
0,85
T:1/7=0,14=14%-log(0,14)=0,85
Uträkningavabsorbansvärdet: T=0,14%T=14%A=0,85
Men hur vet vi den exakta koncentrationen?
ü Viblandardärförtillettantal,ca4-6st,”standardlösningar”(ellerkalibreringslösningar)medkändakoncentrationeravämnet(kallasoftafören”standardserie”eller”kalibreringsserie”).Koncentrationernaavdessabörliggainomettrimligtintervall.
ü Vimätersedanabsorbansenavdessakändaprover.Omenstandardlösningmedkändkoncentrationocksåharabsorbansvärdet0,38såbordevårtprovhasammakoncentrationsomdennastandardlösning!
Standard-lösningar:
Koncentration(mol/dm3):
Standard1 0,5Standard2 0,25Standard3 0,125Standard4 0,0625
ü Närvimättevårtämneidetförstaexempletfickviabsorbansvärdet0,38.Menvadinnebärettabsorbansvärdepå0,38ikoncentration?Vivetbaraattetthögtabsorbansvärdeinnebärenhögkoncentrationochtvärtom.Vivetdäremotintedenexaktakoncentrationen.Föratttaredapådetmåstevijämföramedabsorbansenfrånprovermedkändakoncentrationer.
Vi jämför vårt erhållna absorbansvärde med absorbansvärdet från standardlösningarna
Standard-lösningar:
Koncentration(mol/dm3):
Lösningarnas uppmättaabsorbansvärden:
Standard1 0,5 0,79Standard2 0,25 0,38Standard3 0,125 0,21Standard4 0,0625 0,11
ü Nedanståendetabellvisardeabsorbansvärdenavificknärvimättevårastandardlösningarmedkändakoncentrationer(vårstandardserie).
ü Fråga:Vilkenärkoncentrationenavvårtokändaprovomabsorbansenavprovetvar0,38?
ü Lösning:Genomattjämföravårtprov meddessavärdenkanvilistautdenokändakoncentrationen.Tabellenvisarattabsorbansvärdet0,38motsvararkoncentrationen0,25mol/dm3.
Men vad gör vi om absorbansvärdet istället är 0,30 och alltså inte exakt matchar?
ü Medstörstasannolikhetkommerintedetuppmättaabsorbansvärdetavprovetmedokändkoncentrationattexakt matchaabsorbansvärdetfrånnågotavdekändaproverna.
ü Lösning:1. Vigörenstandardkurvasombaseraspåvårastandardlösningarmedkändakoncentrationer.2. Vianvändersedanstandardkurvanföratttaredapåkoncentrationenavvårtprov.
Standard-lösningar:
Koncentration(mol/dm3):
Lösningarnas uppmättaabsorbansvärden:
Standard1 0,5 0,79Standard2 0,25 0,38Standard3 0,125 0,21Standard4 0,0625 0,11
ü Detärväldigtsällansomabsorbansvärdetexaktmatcharnågonavdekändaproverna,såipraktikenfårmannästanalltidgöraenstandardkurva.
Vi gör en ”standardkurva” (kalibreringskurva) med värdena från standardlösningarna
Absorbans
Koncentration(mol/dm3)0,50,30,20,1
0,10
0,20
0,40
0,50
0,60
0,30
0,70
0,80
0,4
Standard-lösningar:
Koncentration(mol/dm3):
Absorbans:
Standard1 0,5 0,79
Standard2 0,25 0,38
Standard3 0,125 0,21
Standard4 0,0625 0,11
Vi använder standardkurvan för att ta reda på den okända koncentrationen
Absorbans
Koncentration(mol/dm3)0,50,30,20,1
0,10
0,20
0,40
0,50
0,60
0,30
0,70
0,80
0,4
Tillvägagångssätt:1. Läsavdetuppmättaabsorbansvärdetpå
y-axeln.2. Draettstreckfråny-axelntill
standardkurvan.3. Draettstreckfrånstandardkurvanrakt
nertillx-axeln.4. Läsavkoncentrationen.
Svar:0,2mol/dm3
Absorbansenavprovetmedokändkoncentrationvar0,30
”Lambert-Beers lag” visar sambandet mellan absorbans och koncentration
TAclA 10log-== leOmextinktionskoefficientenärkändfördetämnesomundersökskan”Lambert-Beerslag”användasförattberäknakoncentrationen,vibehöverdåintegöraenstandardkurva.
A= Absorbansen.
ε= ”Molära extinktionskoefficienten”,denärspecifikfördetämnesomundersöksochärettvärdepåhurbraämnetärpåattabsorberaljusvidenvissspecifikvåglängd.
c= Koncentrationenavämnetikyvetten.
l=Kyvettens längd,oftast1cm(densträckaljusetsfärdasgenomkyvetten).