เนื้อหา
Spectrophotometry เป็นเครื่องมืออันทรงคุณค่าทางด้านเคมีและชีววิทยา แนวคิดพื้นฐานนั้นเรียบง่าย: สารต่าง ๆ ดูดซับรังสีแสง / คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีกว่าในช่วงความยาวคลื่นอื่น ๆ นั่นเป็นสาเหตุที่วัสดุบางอย่างโปร่งใสในขณะที่สีอื่น ๆ เมื่อคุณส่องแสงของความยาวคลื่นที่กำหนดผ่านทางสารละลายยิ่งมีความเข้มข้นสูงเท่าใดแสงก็จะดูดซับได้มากขึ้น ในการคำนวณความเข้มข้นคุณต้องเปรียบเทียบการอ่านกับการอ่านเพื่อหามาตรฐานของความเข้มข้นที่ทราบ ขั้นตอนด้านล่างนี้เป็นขั้นตอนทั่วไปที่ค่อนข้างเป็นลายลักษณ์อักษรซึ่งมีห้องปฏิบัติการสอนวิชาเคมีอยู่ในใจ แต่สามารถแก้ไขได้สำหรับการตั้งค่าอื่น ๆ เช่นกัน
เช่นเคยเมื่อทำงานในห้องแล็บสวมแว่นตาถุงมือและเสื้อคลุมแขนยาวเพื่อความปลอดภัยของคุณเอง
บีบหลอดยางเพื่อล้างอากาศแล้ววางไว้บนปิเปตที่จบการศึกษาของคุณและปล่อยให้หลอดผ่อนคลายเพื่อดูดน้ำขึ้นสู่ปิเปต จากนั้นถอดหลอดไฟออกและปิดฝาปิเปตด้วยนิ้วของคุณ สิ่งนี้จะปิดผนึกปิเปตเพื่อให้สารละลายภายในไม่ไหลออกจนกว่านิ้วของคุณจะถูกนำออก ยกขอบนิ้วขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้สารละลายเล็ก ๆ ไหลออกจากปิเปตจนกระทั่งระดับเสียงที่คุณต้องการ ฝึกฝนด้วยน้ำและบีกเกอร์เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของปิเปตที่สำเร็จการศึกษา ลิงค์ใต้ส่วนทรัพยากรมีคลิปภาพยนตร์เพื่อแสดงวิธีใช้ปิเปตในกรณีที่คุณไม่เคยใช้งานมาก่อน
ติดฉลากหลอดทดลอง 5 หลอดตามมาตรฐาน 1-5 คุณสามารถติดฉลากพวกเขาโดยใช้กระดาษกาวและปากกาหรือใช้เครื่องหมายลบแบบแห้ง
เลือกห้าความเข้มข้นสำหรับมาตรฐานของคุณ คุณต้องการแยกความเข้มข้นมาตรฐานออกจากกันโดยประมาณช่วงเวลาเดียวกันเช่น 0.1 โมลาร์ 0.2 โมลาร์ 0.3 โมลาร์ ฯลฯ - และอยู่ในช่วงเดียวกันกับที่คุณคาดหวังว่าจะไม่ทราบ ในขณะนี้ให้ใช้ห้าความเข้มข้นต่อไปนี้ แต่โปรดจำไว้ว่าคุณจะต้องแก้ไขสิ่งเหล่านี้เมื่อทำการทดสอบของคุณเอง:
มาตรฐาน 1: 0.1 กรามมาตรฐาน 2: 0.2 กรามมาตรฐาน 3: 0.3 กรามมาตรฐาน 4: 0.4 กรามมาตรฐาน 5: 0.5 กราม
ถัดไปใช้สารละลายมาตรฐาน 1 โมลและเพิ่มจำนวนต่อไปนี้ลงในหลอดทดสอบ 1-5 โปรดจำไว้ว่าจำนวนเงินเหล่านี้คำนวณโดยใช้ความเข้มข้นที่ระบุไว้ด้านบนดังนั้นคุณอาจต้องแก้ไขตามที่จำเป็นเมื่อทำการทดสอบของคุณเอง
มาตรฐาน 1: 0.8 มิลลิลิตรมาตรฐาน 2: 1.6 มิลลิลิตรมาตรฐาน 3: 2.4 มิลลิลิตรมาตรฐาน 4: 3.2 มิลลิลิตรมาตรฐาน 5: 4 มิลลิลิตร
ล้างปิเปตที่สำเร็จการศึกษาจากนั้นโอนน้ำที่ปราศจากไอออนในปริมาณต่อไปนี้:
มาตรฐาน 1: 7.2 มิลลิลิตรมาตรฐาน 2: 6.4 มิลลิลิตรมาตรฐาน 3: 5.6 มิลลิลิตรมาตรฐาน 4: 4.8 มิลลิลิตรมาตรฐาน 5: 4.0 มิลลิลิตร
โดยทั่วไปความคิดคือการนำปริมาณของการแก้ปัญหาในแต่ละหลอดสูงถึง 8 มิลลิลิตร
ยึดหลอดมาตรฐานแต่ละอันด้วย parafilm และพลิกกลับเข้าไปผสม
ทำเครื่องหมายอีกห้าหลอดทดสอบว่า "ไม่รู้จัก 1-5" เพิ่มจำนวนที่ไม่รู้จักหรือวิธีทดสอบของคุณให้เท่ากันกับที่คุณใช้กับ 1 โมลาร์ของสารละลายสำหรับมาตรฐาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง 1 ที่ไม่รู้จักจะมีสารละลายทดสอบ 0.8 มิลลิลิตรและน้ำ 7.2 มิลลิลิตรและไม่ทราบ 2 จะมีสารละลายทดสอบ 1.6 มิลลิลิตรและ 6.4 มิลลิลิตรของน้ำและอื่น ๆ
หมวกของ unknowns แต่ละอันด้วย parafilm และสลับกลับอย่างระมัดระวังเพื่อผสม
เปิดเครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์และปล่อยให้เครื่องอุ่นขึ้น ระยะเวลาที่จำเป็นจะขึ้นอยู่กับรุ่นและผู้ผลิต
ตั้งค่าความยาวคลื่นบนเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ ความยาวคลื่นจะขึ้นอยู่กับประเภทของสารเคมีในการทดสอบของคุณ สำหรับตอนนี้สมมติว่า 500 nm แต่โปรดจำไว้ว่าคุณจะต้องเปลี่ยนสิ่งนี้สำหรับการทดลองที่แตกต่างกัน
ปรับสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ของคุณ ขั้นตอนการปรับเทียบจะแตกต่างกันไปตามอุปกรณ์ที่คุณใช้ สำหรับ Spectronic 20 ซึ่งเป็นแบบจำลองทั่วไปในห้องปฏิบัติการการเรียนการสอนคุณจะต้องปรับเครื่องก่อนเพื่อให้อ่าน "0 เปอร์เซ็นต์ T" เมื่อไม่มีการโหลด cuvette จากนั้นปรับเป็นเพื่อให้อ่านได้ "100% T" เมื่อ cuvette ว่างที่มีการกำจัดไอออน โหลดน้ำเท่านั้น ขั้นตอนเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องที่คุณใช้ดังนั้นโปรดศึกษารายละเอียดจากคำแนะนำของผู้ผลิต
หลังจากปรับเทียบเครื่องแล้วให้นำหลอดทดลองมาตรฐาน 1 แล้วเทเนื้อหาลงใน cuvette ที่สะอาดจนกว่าจะถึงเส้นเติม เช็ด cuvette ด้วย kimwipe เพื่อเอานิ้วหรือสิ่งสกปรกอื่น ๆ ออก ใส่ cuvette ลงในเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์และบันทึกการอ่าน "% T"
ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับตัวอย่างทั้งหมด 10 ตัวอย่าง เป็นบางส่วนในการทำความสะอาด cuvette ระหว่างตัวอย่างเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ของคุณถูกต้องที่สุด
นำผลการทดสอบไปใช้กับมาตรฐานของคุณแล้วป้อนลงในโปรแกรมสเปรดชีต / กราฟเช่น Excel หรือ OpenOffice
การใช้โปรแกรมสเปรดชีตแบ่ง 100 เปอร์เซ็นต์โดยแต่ละค่า "% T" สำหรับมาตรฐานแล้วจดบันทึกผลลัพธ์ การคำนวณนี้จะให้การดูดกลืน หากคุณป้อนสูตรโปรแกรมสเปรดชีตของคุณจะทำการคำนวณให้คุณ
ตัวอย่าง: ถ้า% T เป็น 50.6 สูตรที่คุณป้อนลงในโปรแกรมสเปรดชีตจะเป็นดังนี้:
บันทึก (100 / 50.6)
โปรแกรมสเปรดชีตจะทำเลขคณิต
ทำเช่นเดียวกันสำหรับค่าทั้งห้าที่ไม่รู้จัก / ทดลอง
แสดงกราฟค่าการดูดกลืนแสงสำหรับมาตรฐานทั้งห้าโดยเน้นที่แกน x และค่าการดูดกลืนแสงบนแกน y ใช้โปรแกรมสเปรดชีตให้พอดีกับสมการเชิงเส้นกับกราฟนี้ สมการจะอยู่ในรูปแบบ y = mx + b โปรแกรมสเปรดชีตส่วนใหญ่จะมีฟังก์ชันการถดถอยเชิงเส้น ศึกษาคู่มือผู้ใช้สำหรับโปรแกรมสเปรดชีตของคุณสำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีใช้คุณสมบัติการถดถอยเชิงเส้น
ใช้สมการสำหรับเส้นที่พอดีที่สุดจากโปรแกรมสเปรดชีตของคุณแล้วแก้หา y ด้วยการลบ b จากทั้งสองข้างและหารทั้งสองข้างด้วย m ผลลัพธ์จะมีลักษณะดังต่อไปนี้:
(y - b) / m = x
โดยที่ b และ m เป็นค่าที่พบโดยโปรแกรมสเปรดชีตของคุณ
ตรวจสอบค่าการดูดซับของคุณเพื่อหาค่าที่ไม่ทราบและเลือกสามค่าที่อยู่ในช่วงเดียวกันกับมาตรฐาน ใช้ค่าการดูดกลืนแสงทั้งสามนี้สำหรับการคำนวณที่เหลืออยู่ของคุณ หากทั้งห้าอยู่ในช่วงเดียวกันกับมาตรฐานคุณสามารถใช้ทั้งห้าแทนได้ แต่คุณต้องใช้อย่างน้อยสามตัว
เสียบค่าการดูดกลืนแสงทั้งสามค่าลงในสมการของคุณแทน y โปรดจำไว้ว่าสมการของคุณอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:
(y - b) / m = x
ดังนั้นคุณจะต้องเสียบค่าการดูดกลืนแสงสำหรับแต่ละค่าที่ไม่รู้จักลงในสมการแทนที่ y แล้วคำนวณ x คุณสามารถใช้โปรแกรมสเปรดชีตเพื่อทำการคำนวณนี้เพื่อคุณและทำให้มันเร็วขึ้น ขณะนี้คุณได้คำนวณความเข้มข้นของสารเคมีที่น่าสนใจในสามสิ่งที่ไม่ทราบเจือจางของคุณ โซลูชันดั้งเดิมนั้นถูกเจือจางเพื่อเตรียมสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้ดังนั้นตอนนี้คุณต้องทำงานย้อนหลังและคำนวณความเข้มข้นของโซลูชันดั้งเดิมตามปัจจัยการเจือจาง
ตัวอย่างที่ไม่รู้จักแต่ละตัวอย่างที่คุณใส่เข้าไปในสเปกโตรโฟโตมิเตอร์นั้นเจือจางด้วยจำนวนที่ต่างกัน ดังนั้นตอนนี้คุณควรแบ่งความเข้มข้นที่คุณได้คำนวณตามค่าการดูดกลืนแสงสำหรับการอ่านแต่ละครั้งที่ไม่ทราบค่าด้วยค่าต่อไปนี้:
ไม่ทราบ 1: หารด้วย 0.1 ไม่ทราบ 2: หารด้วย 0.2 ไม่ทราบ 3: หารด้วย 0.3 ไม่ทราบ 4: หารด้วย 0.4 ไม่ทราบ 5: หารด้วย 0.5
อย่างไรก็ตามโปรดจำไว้ว่าตัวเลขเหล่านี้เป็นไปตามสมมติฐานที่คุณใช้ในการเจือจางที่ระบุไว้ข้างต้น อย่าลืมเปลี่ยนค่าเหล่านี้ถ้าคุณทำให้ตัวอย่างของคุณเจือจางด้วยจำนวนที่แตกต่างกัน
เพิ่มผลลัพธ์ของคุณเข้าด้วยกันแล้วหารด้วยจำนวนผลลัพธ์ สิ่งนี้จะให้ค่าเฉลี่ย รายงานตัวเลขนี้เป็นการค้นหาความเข้มข้นของโซลูชันดั้งเดิม