Πώς προσδιορίζετε τη χρωματομετρική εκτίμηση της άγνωστης συγκέντρωσης θειικού χαλκού σε διάλυμα;
Κατανόηση της αρχής
* ιόντα χαλκού (II) (Cu2⁺) και χρώμα: Τα ιόντα χαλκού (II) σε διάλυμα παρουσιάζουν ένα χαρακτηριστικό μπλε χρώμα. Η ένταση αυτού του μπλε χρώματος είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση ιόντων χαλκού (II).
* Νόμος Beer-Lambert: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η απορρόφηση ενός διαλύματος είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση του αναλύτη και το μήκος διαδρομής της δέσμης φωτός μέσω του διαλύματος.
* φασματοφωτόμετρο: Ένα φασματοφωτόμετρο μετρά την απορρόφηση ενός διαλύματος σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Συγκρίνοντας την απορρόφηση του άγνωστου διαλύματος σε μια τυπική καμπύλη, μπορείτε να προσδιορίσετε τη συγκέντρωση ιόντων χαλκού (II).
Διαδικασία
1. Προετοιμασία τυποποιημένων λύσεων:
- Προετοιμάστε μια σειρά τυποποιημένων διαλυμάτων γνωστών συγκεντρώσεων θειικού χαλκού. Αυτό θα λειτουργήσει ως σετ βαθμονόμησης.
- Ένα τυπικό εύρος μπορεί να είναι 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm και 50 ppm θειικού χαλκού.
2. Ρύθμιση φασματοφωτομέτρου:
- Επιλογή μήκους κύματος: Η μέγιστη απορρόφηση των διαλυμάτων χαλκού (II) εμφανίζεται περίπου 600-620 nm. Ρυθμίστε το φασματοφωτόμετρο σε αυτό το μήκος κύματος.
- κενή μέτρηση: Χρησιμοποιήστε μια κυψελίδα γεμάτη με απεσταγμένο νερό ή τον διαλύτη που χρησιμοποιείται για να προετοιμάσετε τα πρότυπά σας για να μηδενίσετε το φασματοφωτόμετρο (ρυθμίστε την απορρόφηση στο μηδέν).
3. Δημιουργήστε μια καμπύλη βαθμονόμησης:
- Μετρήστε την απορρόφηση κάθε τυπικού διαλύματος στο επιλεγμένο μήκος κύματος χρησιμοποιώντας το φασματοφωτόμετρο.
-Σχεδιάστε ένα γράφημα με τιμές απορρόφησης στον άξονα y και τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις θειικού χαλκού στον άξονα x. Αυτό το γράφημα είναι η καμπύλη βαθμονόμησης.
4. Μετρήστε άγνωστο δείγμα:
- αραιώστε το άγνωστο διάλυμα θειικού χαλκού εάν η συγκέντρωσή του αναμένεται να είναι εκτός της περιοχής της καμπύλης βαθμονόμησης.
- Μετρήστε την απορρόφηση του αραιωμένου άγνωστου δείγματος χρησιμοποιώντας το φασματοφωτόμετρο στο ίδιο μήκος κύματος.
5. Προσδιορίστε τη συγκέντρωση:
- Βρείτε την τιμή απορρόφησης του άγνωστου δείγματος σας στον άξονα y της καμπύλης βαθμονόμησης.
- Διαβάστε τον άξονα x για να προσδιορίσετε την αντίστοιχη συγκέντρωση θειικού χαλκού.
- Εάν αραιώσατε το άγνωστο δείγμα, πολλαπλασιάστε τη συγκέντρωση που λαμβάνεται με τον συντελεστή αραίωσης για να λάβετε την αρχική συγκέντρωση.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Ακριβώς πρότυπα: Βεβαιωθείτε ότι οι τυποποιημένες λύσεις σας προετοιμάζονται με ακρίβεια. Οποιοδήποτε σφάλμα στα πρότυπα θα επηρεάσει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων σας.
* Καθαρίστε τις κυψελίδες: Καθαρίστε καλά τις κυψελίδες μεταξύ των μετρήσεων για να αποφύγετε τη διασταυρούμενη μόλυνση.
* Εφέ θερμοκρασίας: Λάβετε υπόψη ότι η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τις αναγνώσεις απορρόφησης. Προσπαθήστε να διατηρήσετε μια σταθερή θερμοκρασία για όλες τις μετρήσεις.
* παρεμβολές ουσίες: Εάν υπάρχουν άλλες ουσίες στο άγνωστο δείγμα σας που απορροφούν το φως στο ίδιο μήκος κύματος με τα ιόντα χαλκού (II), μπορεί να παρεμβαίνουν στην ανάλυση. Μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε ένα διαφορετικό μήκος κύματος ή να χρησιμοποιήσετε μια πιο σύνθετη μέθοδο.
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι η καμπύλη βαθμονόμησής σας δείχνει μια γραμμική σχέση μεταξύ απορρόφησης και συγκέντρωσης. Μετράτε την απορρόφηση του άγνωστου δείγματος σας να είναι 0,450. Στην καμπύλη βαθμονόμησης, μια απορρόφηση 0,450 αντιστοιχεί σε συγκέντρωση θειικού χαλκού 25 ppm. Επομένως, το άγνωστο δείγμα σας περιέχει 25 ppm θειικού χαλκού.
Ασφάλεια:
* Το θειικό χαλκό είναι μια μέτρια τοξική ουσία. Φορέστε κατάλληλα γυαλιά και γάντια ασφαλείας κατά τη διάρκεια του χειρισμού.
* Ακολουθήστε τα κατάλληλα πρωτόκολλα ασφαλείας εργαστηρίου και απορρίψτε σωστά τις χημικές ουσίες.
Ακολουθώντας αυτά τα βήματα και εξασφαλίζοντας την ακρίβεια, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε χρωματομετρία για να καθορίσετε αποτελεσματικά τη συγκέντρωση θειικού χαλκού σε ένα διάλυμα.
