WPŁYW ŚWIATŁA ROZPROSZONEGO NA PRAWO
LAMBERTA-BEERA

Wprowadzenie

Monochromator jest jedną z najważniejszych części profesjonalnych spektrometrów, która umożliwia wybór długości fali świetlnej. Światło wchodzi do monochromatora przez szczelinę, a pryzmat lub siatka dyfrakcyjna rozdziela promień światła na składowe o różnej długości fali. Długość fali światła wychodzącego z monochromatora przez szczelinę wyjściową można wybrać zmieniając położenie pryzmatu lub siatki dyfrakcyjnej przy pomocy odpowiedniego urządzenia. Różnorodne efekty optyczne powodują, że wraz ze światłem o wybranej długości fali przez szczelinę przechodzi światło rozproszone o zupełnie innej długości fali. Jest to niepożądany efekt, negatywnie wpływający na dokładność wyników pomiarów spektrometrycznych.

Zadanie

Przy pomocy spektrometru Spektra^TM zbadaj jak światło rozproszone wpływa na wyniki pomiarów oraz na prawo Lamberta-Beera.

Sprzęt i odczynniki

CuSO₄·5H₂O,
kolba miarowa 50 ml (3x),
kolba miarowa 20 ml (2x),
kolba miarowa 10 ml,
mikropipeta,
blister,
spektrometr Spektra^TM.

Bezpieczeństwo

	CuSO₄·5H₂O, R: 22-36/38-50/53 S: 22-60-61 Szkodliwy w razie spożycia. Drażniący dla oczu i skóry. Bardzo toksyczny dla organizmów wodnych z długo utrzymującymi się negatywnymi skutkami dla środowiska. Nie wdychać pyłu.

Sposób postępowania

Przygotuj roztwory siarczanu(VI) miedzi(II) o różnych stężeniach odważając CuSO₄·5H₂O i rozpuszczając go w kolbach miarowych, zgodnie ze wskazówkami w Tabeli 1.

Tabela 1: Przygotowanie roztworów siarczanu(VI) miedzi(II) o różnych stężeniach.

c [mol dm^-3]	m(CuSO₄·5H₂O) [g]	V (kolba) [ml]
0,100	1,2425	50
0,200	2,4906	50
0,300	3,7408	50
0,400	1,9916	20
0,500	2,4192	20
0,600	1,4920	10

Wprowadź 400 µl wody dejonizowanej do pierwszego zagłębienia w blistrze. Napełnij kolejne zagłębienia w tej samej kolejności jak w Tabeli 1. Zmierz transmitancję roztworów siarczanu(VI) miedzi(II) względem wody jako próbki odniesienia, powtarzając pomiary dla trzech różnych ustawień źródła światła.

Najpierw wykonaj pomiary dla maksymalnej intensywności świecenia diody emitującej czerwone światło, następnie dla maksymalnej intensywności świecenia diody emitującej światło zielone i w końcu dla maksymalnej intensywności świecenia diody czerwonej i jednocześnie niskiej intensywności świecenia diody zielonej. Warunki doświadczalne przedstawiono w Tabeli 2. Zapisz wyniki w Tabeli 3. Oblicz wartości absorbancji i sporządź wykres zgodnie ze wzorem przedstawionym na Rys. 1. Zastanów się, jak światło rozproszone może wpływać na wyniki pomiarów i na prawo Lamberta-Beera.

Tabela 2: Ustawienia intensywności świecenia diod dla trzech kolejnych doświadczeń.

	Doświadczenie 1	Doświadczenie 2	Doświadczenie 3
Barwa światła	czerwone	zielone	zielone i czerwone
Ustawienia potenjometrów poszczególnych diod

Tabela 3: Pomiary

c[mol dm^-3]	0,100	0,200	0,300	0,400	0,500	0,600
T (czerwone)
T (zielone)
T (czerwone i zielone)
A (czerwone)
A (zielone)
A (czerwone i zielone)

Wyjaśnienie

Wyniki pomiarów przedstawiono na Rys. 1. Roztwory siarczanu(VI) miedzi(II) mają barwę zielonkawoniebieską, dlatego silnie absorbują czerwone światło. Natomiast absorpcja światła zielonego jest słaba. Obecność rozproszonego światła zielonego w świetle czerwonym obniża mierzone wartości absorbancji. Prawo Lamberta – Beera wskazuje na liniową zależność pomiędzy absorbancją a stężeniem. Światło rozproszone wpływa na prawo Lamberta-Beera w ten sposób, że obniża nachylenie prostej, tym samym obniżając czułość spektrometrycznej metody analitycznej.

Rysunek 1: Zależność absorbancji od stężenia roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) dla różnych barw światła.

Opracowanie: Dr. Nataša Gros, Karmen Lampreht, Uniwersytet w Lublanie, Wydział Chemii i Technologii Chemicznej