opis ćwiczenia

I PRACOWNIA FIZYCZNA, UMK TORUŃ
Instrukcja do ćwiczenia nr 67
POMIAR WIDM ABSORPCJI BARWNIKÓW
ZA POMOCĄ SPEKTROFOTOMETRU
I. Cel ćwiczenia
pomiar widm absorpcji roztworów wybranych barwników
poznanie podstawowych problemów związanych z analizą widmową
II. Zagadnienia do przygotowania
prawo Lamberta–Beera
absorpcja i emisja promieniowania w układach dwupoziomowych
widmo absorpcji i widmo emisji
III. Przyrządy pomiarowe
spektrofotometr
zestaw kuwet
S2
S1
Z
P
Do wyznaczenia widm absorpcji barwników
wykorzystuje się spektrofotometr. Uproszczony
schemat układu optycznego spektrofotometru
przedstawia rys. 1. Strumień światła przechodząc
przez soczewkę S1 odbija się od zwierciadła Z i po
przejściu przez przesłonę i soczewkę S2 pada na
siatkę dyfrakcyjną, której położenie jest regulowane
pokrętłem P. Monochromatyczna wiązka światła po
przejściu przez szczelinę wyjściową i kuwetę z
roztworem pada na fotodetektor. Generowany prąd
rejestrowany jest przez odpowiednio wyskalowany
miernik.
Rys.1. Schemat spektrofotometru
Rys.2. Schemat płyty czołowej spektrofotometru
Strona 1 z 2
IV. Przebieg ćwiczenia
1. Przed włączeniem zasilania sprawdzić czy dźwignia przesłony (4) znajduje się w pozycji 0
oraz czy pokrętło (2) znajduje się w lewym skrajnym położeniu.
2. Po włączeniu zasilania odczekać około 15 minut w celu stabilizacji układu pomiarowego.
3. Napełnić kuwety wodą destylowaną i badanym roztworem. Umieścić kuwety w
przegródkach przystawki (5).
4. Na bębnie (3) nastawić początkową długość fali (420 nm).
5. Naprowadzić na szczelinę wyjściową przystawki kuwetę z wodą destylowaną i przy pomocy
pokrętła (1) przeprowadzić regulację zera elektrycznego (wskazania miernika na zero
transmisji).
6. Przełączyć dźwignię przesłony (4) w pozycję 1.
7. Za pomocą pokrętła wzmacniacza (2) ustawić wartość transmisji równą100%.
8. Następnie naprowadzić na szczelinę wyjściową kuwetę z badanym roztworem i odczytać
wartość transmisji T (skala dolna).
9. Zwiększając długość fali co 10 nm i powtórzyć czynności od punktu 5.
10. Wykonać pomiary w zakresie od 420 do 780 nm dla wskazanych przez opiekuna
roztworów.
11. Wyniki umieścić w tabeli:
Długość fali
(nm)
420
430
440
Roztwór nr 1
T [%]
Roztwór nr 2 Roztwór nr 3
Roztwór nr 4
780
UWAGI
Sugeruje się by dla danej długości fali wykonywać pomiary kolejno wszystkich badanych
roztworów barwników.
Po skończeniu pomiarów należy zawsze wyczyścić kuwety.
V. Opracowanie wyników
1. Na podstawie otrzymanych wyników wykreślić na papierze milimetrowym dla każdego
badanego roztworu barwnika funkcję T = f ( ).
2. W oparciu o uzyskane wyniki obliczyć wartości absorpcji A. Następnie wykreślić na
papierze milimetrowym dla każdego badanego roztworu barwnika funkcję A = f ( ).
3. Na każdym z wykresów nanieść granice błędów.
VI. Ocena wyników pomiarów
1. Dla każdego z roztworów przeanalizować otrzymane wykresy (opisać w jakich zakresach
dany barwnik charakteryzuje się największą a w jakich najmniejszą absorpcją; w opisie
uwzględnić barwy światła).
2. Jeśli jest to możliwe określić wartość długości fali w maksimum absorpcji.
3. W oparciu o wykresy dla poszczególnych roztworów określić barwę barwnika.
VII. Literatura:
H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa 1999
Z.Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, Warszawa 1992
H.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, część IV PWN, Warszawa 1963
J. Sadlej, Spektroskopia molekularna, WNT, Warszawa 2002
J.P.Simons, Fotochemia i spektroskopia, PWN, Warszawa 1976
J.A.Baltrop, J.D.Coyle, Fotochemia podstawy, PWN, Warszawa 1987
Strona 2 z 2