ABSORPCJA ROZTWORÓW BARWNIKÓW ORGANICZNYCH. ANALIZA SKŁADU ROZTWORU

Transkrypt

1 Ćwizenie 26 BSORPCJ ROZTWORÓW BRWNIKÓW ORGNICZNYCH. NLIZ SKŁDU ROZTWORU paratura 1. Spektrofotometr 2. Roztwór fluoreseiny mol/dm 3 (200 µm) 3. Roztwór różu bengalskiego mol/dm 3 (200 µm) Przebieg ćwizenia I. PRZYGOTOWNIE ROZTWORÓW BRWNIKÓW DO POMIRÓW 1. Stężenia wyjśiowe wodnyh roztworów dwóh barwników: fluoreseiny () i różu bengalskiego () wynoszą mol/dm 3 (200 µm). 2. Z roztworu wyjśiowego każdego barwnika sporządzić serię roztworów o stężeniah: 2, 3, 4, 5, 6, 7 i 8 µmol/dm 3 i końowej objętośi równej 10 m 3. Do rozieńzania użyć wody destylowanej. Roztwory dokładnie wymieszać (ylinderek zatkać korkiem i kilkakrotnie ostrożnie przehylić go. Przed mieszaniem kolejnyh roztworów korek należy osuszyć przy pomoy ligniny). II. WYZNCZENIE MOLOWEGO WSPÓŁCZYNNIK BSONCJI DL BDNYCH BRWNIKÓW. POMIRY Włązyć spektrofotometr przełąznikiem znajdująym się z tyłu obudowy. Następnie odzekać o najmniej 15 minut. W tym zasie przygotowywać roztwory do pomiarów. UWG 1: Podzas uruhamiania spektrofotometru nie podnosić pokrywy komory pomiarowej UWG 2: kuwety należy wkładać (wyjmować) trzymają wyłąznie za bozne (matowe) śianki. UWG 3: Nie wylewać roztworów i o stężeniu 8 µmol/dm3, użytyh do sporządzania mieszaniny, będą potrzebne do dalszyh pomiarów. 1. Wstawić do komory pomiarowej spektrofotometru kuwetę napełnioną wodą destylowaną w taki sposób, aby niewielki, matowy trójkąt znajdująy się na górnej zęśi kuwety pokrywał się z białą linią wewnątrz komory pomiarowej. Zamknąć pokrywę. 2. Za pomoą klawisza /T/C ustawić tryb pomiaru na absorpję w prawym dolnym rogu wyświetlaza powinna pojawić się wówzas duża litera. 3. Z wykresu widm absorpyjnyh odzytać analityzną długość fali (z dokładnośią do 1 nm) dla pasma monomeru fluoreseiny () i różu bengalskiego (), a następnie wpisać je do tabeli 1. 1

2 4. Przy pomoy przyisków oznazonyh 100, 010 i 001 nastawić długość fali dla fluoreseiny odzytaną w pkt. II.3. i zapisaną w tabeli 1. Pierwszy z tyh przyisków służy do ustawienia długośi fali rzędu setek nanometrów, drugi dziesiątek, a trzei jednośi. 5. Ustawioną długość fali zaakeptować klawiszem BLNK. 6. Wyiągnąć kuwetę z wodą destylowaną. 7. Napełnić drugą suhą kuwetę pomiarową wodnym roztworem fluoreseiny o najniższym ze sporządzonyh stężeń i włożyć ją w miejse, w którym znajdowała się kuweta z wodą destylowaną. Zamknąć pokrywę pomiarową, następnie po kilku sekundah odzytać wartość absorbanji z wyświetlaza i wpisać ją do tabeli Wylać roztwór z kuwety, odwróić kuwetę do góry dnem i osuszyć ją poprzez przyiśnięie jej do ligniny. Następnie należy wlać do kuwety roztwór o następnym, wyższym stężeniu i postąpić tak jak w poprzednim punkie (7). 9. nalogizne pomiary przeprowadzić dla roztworów różu bengalskiego. B. GRFICZNE PRZEDSTWIENIE WYNIKÓW POMIRÓW 1. Dane zebrane w tabeli 2 przedstawić na jednym układzie współrzędnyh w formie wykres funkji () = ε l (absorbanja od stężenia). 2. Na podstawie sporządzonego wykresu wyznazyć grafiznie molowy współzynnik absorpji (ε) dla badanyh barwników i wpisać otrzymaną wartość w odpowiednie ramki, pod tabelą 2. III. NLIZ ROZTWORU DWUSKŁDNIKOWEGO 1. Roztwór dwuskładnikowy należy przygotować przez zmieszanie różnyh śiśle określonyh objętośi (większej objętośi i mniejszej objętośi ) roztworów barwników o najwyższym stężeniu = 8 µmol/dm 3, sporządzonyh w pkt. I.2. Wpisać te objętośi do tabeli III Wyznazanie stężenia fluoreseiny i różu bengalskiego w roztworze dwuskładnikowym. naliza widm absorpyjnyh obu barwników dostarza dwóh bardzo ważnyh informaji : a. dla długośi fal z zakresu od ok. 530 nm do ok. 560 nm absorpja roztworu fluoreseiny jest praktyznie równa zeru, b. dla długośi fal z zakresu od ok. 450 nm do ok 520 nm absorpja roztworu różu bengalskiego jest znaząo różna od zera (zyli absorpja roztworu dwuskładnikowego dla długośi fal z zakresu od ok. 450 nm do ok. 520 nm jest sumą absorpji różu bengalskiego i fluoreseiny). Z tego względu do oblizenia stężenia fluoreseiny ( ) i różu bengalskiego ( ) w roztworze dwuskładnikowym należy postępować według proedury opisanej poniżej: - przy dwóh długośiah fali: λ 1 = 490 nm i λ 2 = 495 nm, odzytać absorbanję roztworu dwuskładnikowego oraz roztworów i o najwyższyh stężeniah. - zmierzone wartośi absorbanji wpisać do tabeli III.3, następnie oblizyć i zapisać brakująe wielkośi. - na papierze milimetrowym przedstawić dane z tabeli III.3 w postai wykresu funkji y(k) = b + a k. Należy zauważyć, że funkja ta jest funkją liniową, gdzie: y =, b =, a =, k = Przy prawidłowo przeprowadzonyh pomiarah dla mieszaniny roztworów, linia przehodząa przez dwa wyznazone punkty powinna utworzyć z osią k kąt α, tak jak na rysunku Prawidłowo wykreślona prosta jest nahylona pod kątem α spełniająym zależność: 2

3 tg = α i powinna przeinać oś pionową w punkie b =. Stężenia barwników fluoreseiny i różu bengalskiego w roztworze dwuskładnikowym można oblizyć z zależnośi: X = b C X = tg α, gdzie oraz są stężeniami roztworów barwników użytyh do sporządzenia roztworu dwuskładnikowego. 3. Wyznazenie stężenia różu bengalskiego w roztworze dwuskładnikowym na podstawie krzywej wzorowej. Na podstawie informaji III.2.a, stężenie różu bengalskiego w roztworze dwuskładnikowym można odzytać bezpośrednio z krzywej wzorowej, sporządzonej dla tego barwnika w punkie II.B.1. Wyznazony w ten sposób wynik można potraktować jako sprawdzenie poprawnośi oblizeń przeprowadzonyh w punkie III.2. W tym elu należy: a. zmierzyć absorbanję roztworu dwuskładnikowego przy długośi fali, przy której położone jest maksimum pasma absorpyjnego, b. zaznazyć odzytaną absorbanję na krzywej wzorowej dla, sporządzanej w punkie II B.1 i odzytać z tej krzywej stężenie,. odzytane stężenie w roztworze dwuskładnikowym zapisać w tabeli III.2 formularza. 4. Oblizone wartośi zapisać w formularzu, poniżej tabeli II. 5. Oblizyć teoretyznie stężenia barwników w mieszaninie na postawie znajomośi objętośi i stężenia roztworów użytyh do przygotowania mieszaniny roztworów. Wartośi stężeń wpisać w tabeli III.7 formularza. Wymagane wiadomośi teoretyzne 1. Monomery i agregaty barwników organiznyh w roztworze wodnym. 2. Stan podstawowy i stan wzbudzony ząstezki, mehanizm wzbudzenia ząstezki. 3. Rodzaje przejść elektronowyh w ząstezkah. 4. Energia przejśia, moment dipolowy przejśia i prawdopodobieństwo przejśia. 5. Elektronowe widmo absorpyjne i jego parametry. 6. Prawa absorpji światła. 7. naliza spektrofotometryzna mieszaniny dwuskładnikowej. 8. Budowa i zasada działania spektrofotometru. 9. Zastosowania kolorymetrii i spektrofotometrii w hemii, biologii i medyynie. Zaleana literatura 1. Z. Kęki, Podstawy spektroskopii molekularnej, Wydawnitwo Naukowe PWN, E. Szyszko, Instrumentalne metody analityzne, PZWL, Warszawa C.N.R. Rao, Spektroskopia elektronowa związków organiznyh, PWN, L. Sobzyk,. Kisza, Chemia fizyzna dla przyrodników, PWN,

4 Uniwersytet Medyzny we Wroławiu Katedra Biofizyki Zakład Biofizyki... Ćwizenie nr 26 bsorpja roztworów barwników organiznyh. naliza składu roztworu Podpis prowadząego ćwizenia... Imiona i nazwiska studentów Wydział: Grupa studenka: Grupa ćwizeniowa: Data Stopień zalizenia I. naliza widm absorpyjnyh barwników. Tabela I. nalityzne długośi fali odzytane z widm absorpyjnyh barwników. λ ma [nm] λ ma [nm] II. Grafizne przedstawienie wyników pomiarów. Tabela II. Zależność absorbanji od stężenia barwników. Lp Stężenie [mol/dm 3 ] bsorbanja () Stężenie [mol/dm 3 ] bsorbanja () ε = ε = III. Oblizenie stężenia barwników w roztworze dwuskładnikowym. Tabela III.1. Zastosowane objętośi barwników. Zastosowana objętość Zastosowana objętość 4

5 Tabela III.2. Wyznazenie stężenia fluoreseiny i różu bengalskiego w mieszaninie. λ (nm) bsorbanja roztworu dwuskładnikowego (λ) bsorbanja roztworu o stężeniu 8 µmol/dm 3 (λ) bsorbanja roztworu o stężeniu 8 µmol/dm 3 (λ) ( λ ) X = X = Tabela III.3. Wyznazenie stężenia różu bengalskiego w mieszaninie na podstawie krzywej wzorowej. λ (nm) (λ) C Tabela III.7. Teoretyzne stężenie i w roztworze dwuskładnikowym teoret X = teoret X = 5