VPLIV TUJE SVETLOBE NA LAMBERT-BEEROV ZAKON

 Osnova

Monokromator je pomembna enota profesionalnih spektrometrov, ki omogoča izbiro valovne dolžine svetlobe. Monokromator ima vstopno režo, skozi katero vstopa v notranjost vidna svetloba, ki jo seva svetilo. V notranjosti je optična prizma ali uklonska mrežica, ki svetlobo razkloni v spekter. S premikom prizme ali mrežice, ki ga dosežemo prek gumba za nastavitev valovne dolžine ali z računalniškim krmiljenjem, vplivamo na valovno dolžino svetlobe, ki izstopi skozi izstopno režo monokromatorja. Zaradi optičnih pojavov lahko v določenih primerih skozi izstopno režo izstopi tudi svetloba popolnoma tuje valovne dolžine, kar je nezaželeno, ker vpliva na rezultate spektrometričnih meritev.

Naloga

S spektrometrom SpektraTM preverite, kako vpliva tuja svetloba na rezultate spektrometričnih meritev in Lambert-Beerov zakon.

Potrebščine

Pri delu rabimo:

  • CuSO4·5H2O,
  • merilne bučke 50 ml (3x),
  • merilni bučki 20 ml (2x),
  • merilno bučko 10 ml,
  • batno mikropipeto,
  • blister,
  • spektrometer SpektraTM.

Nevarnosti



Bakrov sulfat pentahidrat
Zdravju škodljivo pri zaužitju. Draži oči in kožo. Zelo strupeno za vodne organizme, lahko povzroči dolgotrajne škodljive učinke za okolje.
Ne vdihavajte prahu. Snov in embalažo zavrzite kot nevaren odpadek. Ne izpuščajte v okolje. Upoštevajte varnostni list.   
R: 22-36/38-50/53
S: 22-60-61

 

Postopek

Raztopine bakrovega sulfata različnih koncentracij pripravimo iz CuSO4·5H2O in prečiščene vode kot je povzeto v tabeli 1.

Tabela 1: Priprava raztopin bakrovega sulfata različnih koncentracij

c (mol/L)

m(CuSO4·5H2O) (g)

V(bučke) (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

V prvo vdolbino blistra odpipetiramo 400 µl prečiščene vode, v nadaljnje vdolbine pa odpipetiramo raztopine bakrovega sulfata po vrsti, kot so navedene v tabeli. Transmitance raztopin izmerimo proti prečiščeni vodi tako, da serijo meritev ponovimo pri treh različnih nastavitvah svetila.

Pri prvem poskusu merimo transmitance pri največji svetilnosti rdečega LED svetila, pri drugem merimo pri največji svetilnosti zelenega LED svetila, pri tretjem poskusu pa merimo pri največji svetilnosti rdečega LED svetila, ko hkrati sveti tudi zeleno LED svetilo z nizko svetilnostjo. Pogoje pri posameznih poskusih ponazarja tabela 2. Rezultate zberemo v tabeli 3, izračunamo absorbance in narišemo graf odvisnosti absorbance od koncentracije raztopine bakrovega sulfata, ter presodimo, kako tuja svetloba vpliva na rezultate meritev in Lambert-Beerov zakon.

Tabela 2: Pogoji za nastavitev svetilnosti LED za prvi, drugi in tretji poskus.

 

Poskus 1

Poskus 2

Poskus 3

Svetilo

Rdeča LED (R-LED)

Zelena LED (G-LED)

G-LED in R-LED

Položaj potenciometra in svetilnost LED

Tabela 3: Rezultati meritev

c (mol/L)

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

T (R-LED)

 

 

 

 

 

 

T (G-LED)

 

 

 

 

 

 

T (R-LED & G-LED)

 

 

 

 

 

 

A (R-LED)

 

 

 

 

 

 

A (G-LED)

 

 

 

 

 

 

A (R-LED & G-LED)

 

 

 

 

 

 

 

Razlaga

Primer rezultatov je na sliki 1. Raztopine bakrovega sulfata so zelenomodre barve, zato najbolj absorbirajo rdečo svetlobo. Zeleno svetlobo absorbirajo v zelo majhni meri. Ob dodatku tuje, zelene svetlobe k rdeči se zato absorbanca zniža. Po Lambert-Beerovem zakonu je absorbanca premo sorazmerna s koncentracijo. Tuja svetloba vpliva na Lambert-Beerov zakon tako, da zniža strmino premice in s tem občutljivost spektrometrične analizne metode.

Slika 1: Absorbanca v odvisnosti od koncentracije raztopin bakrovega sulfata pri različnih nastavitvah svetila

 

Razvili in pripravili: Dr. Nataša Gros in Karmen Lampreht, Univerze v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo