L’espectrofotometria és una tècnica experimental que s’utilitza per mesurar la concentració d’un solut en una solució concreta calculant la quantitat de llum absorbida per aquesta substància. Aquesta tècnica és molt útil perquè certs compostos també absorbiran diferents longituds d'ona de llum a diferents intensitats. En analitzar la llum que travessa una solució, podeu identificar els compostos dissolts en la solució i les seves concentracions. L’eina que s’utilitza per analitzar solucions amb aquesta tècnica al laboratori és un espectrofotòmetre.
Pas
Part 1 de 3: Preparació de la mostra
Pas 1. Engegueu l'espectrofotòmetre
Cal escalfar la majoria dels espectrofotòmetres abans de poder fer mesures precises. Per tant, engegueu la màquina i deixeu-la reposar almenys 15 minuts abans de mesurar la mostra.
Utilitzeu aquest temps per preparar la mostra
Pas 2. Netegeu la cubeta o el tub d’assaig
Als laboratoris escolars, hi pot haver tubs d’assaig d’un sol ús que no s’hagin de netejar primer. Tanmateix, si utilitzeu una cubeta o un tub d’assaig regulars, assegureu-vos de netejar l’aparell a fons abans d’utilitzar-lo. Esbandiu totes les cubetes amb aigua desionitzada.
- Aneu amb compte amb les cubetes, ja que són força cares.
- Mentre utilitzeu la cubeta, no toqueu el costat per on passa la llum (normalment el costat transparent del recipient).
Pas 3. Aboqueu la mostra suficient a la cubeta
El volum màxim d’una part de la cubeta és d’1 ml, mentre que el volum màxim de la proveta és de 5 ml. Les vostres mesures haurien de ser precises sempre que la llum de l'espectrofotòmetre pugui passar a través de la mostra i no pas una part buida del contenidor.
Si utilitzeu una pipeta per inserir mostres, utilitzeu un consell nou per a cada mostra. D’aquesta manera, es pot evitar la contaminació creuada
Pas 4. Prepareu la solució de control
Aquestes solucions, que també es coneixen com a espais en blanc o espais en blanc, contenen només el dissolvent de la solució que s’analitza. Per exemple, si teniu una mostra de sal dissolta en aigua, la solució en blanc que necessiteu és aigua. Si l'aigua que utilitzeu és vermella, també heu d'utilitzar una solució en blanc vermella. Utilitzeu un contenidor similar per mantenir la solució en blanc en el mateix volum que la mostra.
Pas 5. Netegeu l'exterior de la cubeta
Abans d’inserir la cubeta a l’espectrofotòmetre, assegureu-vos que estigui neta per evitar interferències amb les mesures degudes a partícules de pols o impureses. Utilitzeu un drap sense pelusses per eliminar les gotes d’aigua o la pols adherides a l’exterior de la cubeta.
Part 2 de 3: Experimentar
Pas 1. Determineu i ajusteu la longitud d'ona de la llum per analitzar la mostra
Utilitzeu una sola longitud d’ona de llum (feix monocromàtic) per augmentar l’eficàcia de la mesura. Trieu el color de la llum que pot absorbir el contingut químic que es creu que es dissol a la mostra de prova. Establiu la longitud d'ona segons les especificacions de l'espectrofotòmetre que utilitzeu.
- Als laboratoris escolars, aquestes longituds d’ona normalment es donen a les instruccions experimentals.
- Com que la mostra reflectirà tota la llum visible, la longitud d'ona del color de la llum experimental sol ser sempre diferent del color de la mostra.
- Un objecte presenta un color determinat perquè reflecteix una determinada longitud d’ona i absorbeix la resta de colors. L’herba apareix de color verd perquè la clorofil·la que hi reflecteix reflecteix el verd i absorbeix altres colors.
Pas 2. Calibreu l'espectrofotòmetre amb una solució en blanc
Col·loqueu la solució en blanc al suport de la cubeta i tanqueu l’espectrofotòmetre. A la pantalla de l'espectrofotòmetre analògic, hi ha una agulla que es mourà en funció de la intensitat de la detecció de llum. Després d’inserir la solució en blanc, l’agulla s’ha de moure cap a la dreta. Anoteu aquest valor per si el necessiteu més endavant. Deixeu que la solució en blanc quedi a l’espectrofotòmetre i, a continuació, feu lliscar l’agulla a zero mitjançant el comandament d’ajust.
- Els espectrofotòmetres digitals també es poden calibrar de la mateixa manera. No obstant això, aquesta eina està equipada amb una pantalla digital. Estableix la lectura de la solució en blanc a 0 amb el botó de control.
- Fins i tot si s’elimina la solució en blanc de l’espectrofotòmetre, el calibratge continuarà sent vàlid. Així, quan mesureu tota la mostra, l’absorbància del blanc es reduirà automàticament.
Pas 3. Traieu el blanc i proveu els resultats de calibratge de l'espectrofotòmetre
Fins i tot després d’eliminar la solució en blanc de l’espectrofotòmetre, l’agulla o el número de la pantalla encara hauria de llegir 0. Torneu a posar la solució en blanc a l’espectrofotòmetre i assegureu-vos que la lectura no canviï. Si l’espectrofotòmetre es calibra correctament amb una solució en blanc, el resultat a la pantalla hauria de ser 0.
- Si l'agulla o el número de la pantalla no diu 0, repetiu els passos de calibratge amb una solució en blanc.
- Si el problema persisteix, busqueu ajuda o feu que algú revisi l'espectrofotòmetre.
Pas 4. Mesureu l'absorbància de la mostra
Traieu la solució en blanc i introduïu la mostra a l'espectrofotòmetre. Espereu uns 10 segons perquè les mans s’estabilitzin o els números de la pantalla digital deixin de canviar. Registre el percentatge de transmitància i / o absorbància de la mostra.
- Com més llum es transmeti, menys llum s’absorbeix. Normalment, cal registrar el valor d’absorbància de la mostra, que generalment s’expressa com un nombre decimal, per exemple 0,43.
- Repetiu la mesura de cada mostra almenys tres vegades i després calculeu la mitjana. D’aquesta manera, els resultats que obtindreu seran més precisos.
Pas 5. Repetiu l’experiment amb diferents longituds d’ona de llum
La mostra pot contenir diversos compostos que tenen absorbàncies diferents en funció de la longitud d'ona de la llum. Per reduir la incertesa, repetiu les mesures de la mostra a intervals de longitud d'ona de 25 nm a través de l'espectre de la llum. D'aquesta manera, podeu detectar altres productes químics dissolts a la mostra.
Part 3 de 3: Anàlisi de dades d'absorbància
Pas 1. Calculeu la transmitància i l'absorbància de la mostra
La transmitància és la quantitat de llum que pot passar per la mostra i arribar a l'espectrofotòmetre. Mentrestant, l’absorbància és la quantitat de llum que absorbeix un dels productes químics dissolts de la mostra. Hi ha molts espectrofotòmetres moderns que donen sortida en forma de transmitància i absorbància. Tanmateix, si obteniu un valor d'intensitat de llum, també podeu calcular aquests dos valors vosaltres mateixos.
- La transmitància (T) es pot determinar dividint la intensitat de la llum que passa per la solució de la mostra per la quantitat de llum que passa per la solució en blanc. Aquest valor sol expressar-se com un nombre decimal o un percentatge. T = jo / jo0, on I és la intensitat de la mostra i I0 és la intensitat en blanc.
- L’absorbància (A) s’expressa com una transmitància de logaritme (exponent) de base 10 negativa: A = -log10T. Per tant, si T = 0, 1, A = 1 (0, 1 és 10 a la potència de -1). Això significa que es passa el 10% de la llum, mentre que el 90% s’absorbeix. Mentrestant, si T = 0,01, A = 2 (0,01 és 10 a la potència de -2). Això significa que la llum que es passa és del 0,1%.
Pas 2. Representar gràficament el valor d’absorbància enfront de la longitud d’ona
Expresseu el valor d’absorbància com a eix y i la longitud d’ona com a eix x. A partir dels punts de tots els resultats d’absorbància de cada longitud d’ona, obtindreu l’espectre d’absorbància de la mostra i identifiqueu el contingut del compost i la seva relació a la mostra.
Els espectres d’absorbància solen tenir pics a determinades longituds d’ona. Aquestes longituds d’ona màximes permeten identificar compostos específics
Pas 3. Compareu el vostre espectre d’absorbància amb un gràfic d’un compost conegut
Cada compost té un espectre d’absorbància únic i sempre té la mateixa longitud d’ona màxima en cada mesura. En comparar el gràfic que obteniu amb un gràfic d’un determinat compost conegut, podeu identificar el contingut del solut a la solució de mostra.
