اسپکتروفتومتری یک روش تجربی است که برای محاسبه غلظت یک املاح در یک محلول خاص با محاسبه میزان جذب نور توسط آن ماده استفاده می شود. این تکنیک بسیار مفید است زیرا ترکیبات خاصی نیز طول موج های مختلف نور را با شدت های مختلف جذب می کنند. با تجزیه و تحلیل نور عبوری از محلول ، می توانید ترکیبات محلول در محلول و غلظت آنها را شناسایی کنید. ابزاری که برای تجزیه و تحلیل محلول ها با این تکنیک در آزمایشگاه استفاده می شود ، دستگاه اسپکتروفتومتر است.
گام
قسمت 1 از 3: آماده سازی نمونه
مرحله 1. اسپکتروفتومتر را روشن کنید
بیشتر اسپکتروفتومترها قبل از اندازه گیری دقیق باید گرم شوند. بنابراین ، دستگاه را راه اندازی کرده و سپس اجازه دهید حداقل 15 دقیقه قبل از اندازه گیری نمونه بماند.
از این زمان برای آماده سازی نمونه استفاده کنید
مرحله 2. کووت یا لوله آزمایش را تمیز کنید
در آزمایشگاه های مدرسه ، ممکن است لوله های آزمایش یکبار مصرف موجود باشد که لازم نیست ابتدا تمیز شوند. با این حال ، اگر از کووت معمولی یا لوله آزمایش استفاده می کنید ، قبل از استفاده ، دستگاه را کاملاً تمیز کنید. همه کووت ها را با آب دیونیزه بشویید.
- مراقب استفاده از کووت ها باشید زیرا گران هستند.
- هنگام استفاده از کووت ، به طرفی که نور عبور می کند (معمولاً سمت روشن ظرف) دست نزنید.
مرحله 3. نمونه کافی را داخل کووت بریزید
حداکثر حجم بخشی از کووت 1 میلی لیتر است ، در حالی که حداکثر حجم لوله آزمایش 5 میلی لیتر است. اندازه گیری های شما باید تا زمانی که نور اسپکتروفتومتر می تواند از نمونه عبور کند و نه قسمت خالی ظرف ، دقیق باشد.
اگر از پیپت برای قرار دادن نمونه ها استفاده می کنید ، برای هر نمونه از یک نوک جدید استفاده کنید. به این ترتیب می توان از آلودگی متقابل جلوگیری کرد
مرحله 4. محلول کنترل را آماده کنید
این محلولها که به نامهای خالی یا خالی نیز شناخته می شوند تنها حاوی حلال در محلول مورد تجزیه و تحلیل هستند. به عنوان مثال ، اگر نمونه ای از نمک را در آب حل کرده اید ، محلول خالی مورد نیاز شما آب است. اگر آبی که استفاده می کنید قرمز است ، باید از محلول خالی قرمز نیز استفاده کنید. از یک ظرف مشابه برای نگه داشتن محلول خالی در همان حجم نمونه استفاده کنید.
مرحله 5. قسمت بیرونی کووت را پاک کنید
قبل از قرار دادن کووت در دستگاه اسپکتروفتومتر ، باید از تمیز بودن آن اطمینان حاصل کنید تا از تداخل اندازه گیری ها به دلیل ذرات گرد و غبار یا ناخالصی ها جلوگیری شود. از یک پارچه بدون پرز برای از بین بردن قطرات آب یا گرد و غبار چسبیده به قسمت بیرونی کووت استفاده کنید.
قسمت 2 از 3: آزمایش
مرحله 1. طول موج نور را برای تجزیه و تحلیل نمونه تعیین و تنظیم کنید
برای افزایش کارآیی اندازه گیری ، از یک طول موج نور (پرتو تک رنگ) استفاده کنید. رنگ نوری را انتخاب کنید که با محتوای شیمیایی که تصور می شود در نمونه آزمایش حل شده است جذب شود. طول موج را با توجه به مشخصات اسپکتروفتومتری که استفاده می کنید تنظیم کنید.
- در آزمایشگاههای مدرسه ، این طول موجها معمولاً در دستورالعملهای تجربی داده می شود.
- از آنجا که نمونه تمام نور مرئی را منعکس می کند ، طول موج رنگ نور تجربی معمولاً همیشه با رنگ نمونه متفاوت است.
- یک جسم رنگ خاصی به نظر می رسد زیرا طول موج خاصی را منعکس می کند و تمام رنگ های دیگر را جذب می کند. علف سبز به نظر می رسد زیرا کلروفیل موجود در آن سبز را منعکس می کند و رنگهای دیگر را جذب می کند.
مرحله 2. طیف سنجی را با محلول خالی کالیبره کنید
محلول خالی را درون نگهدارنده كووت قرار دهید و دستگاه اسپكتروفتومتر را ببندید. در صفحه اسپکتروفتومتر آنالوگ ، سوزنی وجود دارد که بر اساس شدت تشخیص نور حرکت می کند. پس از قرار دادن محلول خالی ، سوزن باید به سمت راست حرکت کند. این مقدار را در صورت نیاز بعداً ثبت کنید. اجازه دهید محلول خالی در اسپکتروفتومتر باقی بماند ، سپس سوزن را با استفاده از دکمه تنظیم به صفر برسانید.
- اسپکتروفتومترهای دیجیتالی را نیز می توان به همین روش کالیبره کرد. با این حال ، این ابزار مجهز به صفحه نمایش دیجیتال است. خواندن محلول خالی را با دکمه کنترل روی 0 تنظیم کنید.
- حتی اگر محلول خالی از دستگاه اسپکتروفتومتر برداشته شود ، کالیبراسیون همچنان معتبر خواهد بود. بنابراین ، هنگامی که کل نمونه را اندازه گیری می کنید ، جذب سطوح خالی به طور خودکار کاهش می یابد.
مرحله 3. قسمت خالی را بردارید و نتایج کالیبراسیون اسپکتروفتومتر را آزمایش کنید
حتی پس از حذف محلول خالی از دستگاه اسپکتروفتومتر ، سوزن یا عدد روی صفحه باید همچنان 0 باشد. محلول خالی را دوباره داخل دستگاه اسپکتروفتومتر قرار دهید و مطمئن شوید که میزان خوانش تغییر نکند. اگر دستگاه اسپکتروفتومتر با استفاده از محلول خالی به درستی کالیبره شود ، نتیجه روی صفحه هنوز باید 0 باشد.
- اگر سوزن یا شماره روی صفحه 0 نمی خواند ، مراحل کالیبراسیون را با یک محلول خالی تکرار کنید.
- اگر مشکل همچنان ادامه داشت ، به دنبال کمک باشید یا از کسی بخواهید دستگاه اسپکتروفتومتر را بررسی کند.
مرحله 4. میزان جذب نمونه را اندازه گیری کنید
محلول خالی را برداشته و نمونه را در دستگاه اسپکتروفتومتر وارد کنید. حدود 10 ثانیه صبر کنید تا عقربه ها ثابت شوند یا اعداد روی صفحه دیجیتالی تغییر نکنند. درصد انتقال و/یا جذب نمونه را ثبت کنید.
- هرچه نور بیشتری عبور کند ، نور کمتری جذب می شود. معمولاً ، شما باید مقدار جذب نمونه را ثبت کنید که عموماً به صورت عدد اعشاری بیان می شود ، به عنوان مثال 0.43.
- اندازه گیری هر نمونه را حداقل سه بار تکرار کرده و سپس میانگین را محاسبه کنید. به این ترتیب ، نتایج بدست آمده دقیق تر خواهد بود.
مرحله 5. آزمایش را با طول موج های مختلف نور تکرار کنید
نمونه شما ممکن است حاوی چندین ترکیب باشد که بسته به طول موج نور جذب های متفاوتی دارند. برای کاهش عدم قطعیت ، اندازه گیری نمونه را در فواصل طول موج 25 نانومتر در طیف نور تکرار کنید. به این ترتیب ، می توانید سایر مواد شیمیایی محلول در نمونه را تشخیص دهید.
قسمت 3 از 3: تجزیه و تحلیل داده های جذب
مرحله 1. میزان عبور و جذب نمونه را محاسبه کنید
میزان انتقال نور این است که چقدر نور می تواند از نمونه عبور کرده و به دستگاه اسپکتروفتومتر برسد. در همین حال ، جذب عبارت است از میزان جذب نور توسط یکی از مواد شیمیایی محلول در نمونه. طیف سنج های مدرن زیادی وجود دارند که خروجی را به صورت عبور و جذب ایجاد می کنند. با این حال ، اگر مقدار شدت نور را بدست آورید ، می توانید خودتان این دو مقدار را محاسبه کنید.
- میزان عبور (T) را می توان با تقسیم شدت نور عبوری از محلول نمونه بر مقدار نوری که از محلول خالی عبور می کند ، تعیین کرد. این مقدار معمولاً به صورت عدد اعشاری یا درصد بیان می شود. T = I/I0، جایی که من شدت نمونه و من هستم0 شدت خالی است
- جذب (A) به عنوان یک انتقال منفی منفی 10 لگاریتم (توان) بیان می شود: A = -log10T. بنابراین ، اگر T = 0 ، 1 ، A = 1 (0 ، 1 10 به توان -1 است). این بدان معناست که 10 of از نور عبور می کند ، در حالی که 90 جذب می شود. در همین حال ، اگر T = 0.01 ، A = 2 (0.01 برابر 10 با توان -2 است). این بدان معناست که نوری که عبور می کند 0.1 درصد است.
مرحله 2. مقدار جذب را در برابر طول موج نشان دهید
مقدار جذب را به عنوان محور y و طول موج را به عنوان محور x بیان کنید. از نقاط حاصل از جذب در هر طول موج ، طیف جذب نمونه را بدست می آورید و محتوای ترکیب و نسبت آن را در نمونه مشخص می کنید.
طیف های جذب معمولاً دارای قله هایی در طول موج های مشخص هستند. این حداکثر طول موج ها به شما امکان می دهد ترکیبات خاصی را شناسایی کنید
مرحله 3. طیف جذب خود را با نمودار یک ترکیب شناخته شده مقایسه کنید
هر ترکیب دارای طیف جذب منحصر به فردی است و همیشه طول موج پیک یکسانی در هر اندازه گیری دارد. با مقایسه نمودار بدست آمده با نمودار یک ترکیب مشخص ، می توانید محتوای املاح موجود در محلول نمونه را مشخص کنید.
