SPEKTROFOTOMETRIA ABSORPCYJNA W ŚWIETLE WIDZIALNYM (VIS) I W NADFIOLECIE (UV)

Ćwiczenie S-3

Oznaczanie kwasu pikrynowego

              Kwas pikrynowy wykazuje różne pasma absorpcji w zakresie UV, o zmiennych intensywnościach i położeniach, zależnych od użytego rozpuszczalnika.

              W cząsteczce kwasu pikrynowego występują trzy chromofory w postaci grup nitrowych i chromofor benzenowy. Absorbancja tych ugrupowań i ich oddziaływanie z grupą hydroksylową składają się na ostateczny kształt widma UV kwasu pikrynowego.

              Odczynniki i aparatura

1.     Roztwór podstawowy kwasu pikrynowego o stężeniu 0,1 mg/cm3: 0,0100g kwasu pikrynowego rozpuścić w 50 cm3 etanolu i uzupełnić wodą w kolbie miarowej do objętości 100cm3.

2.     Roztwory wzorcowe. Do kolbek o pojemności 50 cm3 przenieść kolejno następujące ilości roztworu podstawowego: 0,1; 1 ; 5; 10; 12; 15cm3, uzupełnić wodą do 50 cm3i wymieszać. Tak przygotowane roztwory zawierają 0,01; 0,1; 0,5; 1,0; 1,2; 1,5 mg kwasu pikrynowego w 50 cm3.

Wykonanie ćwiczenia

1.     Zmierzyć absorbancję roztworu wzorcowego zawierającego 1,0 mg kwasu w 50 cm3 w zakresie 330 – 380 nm co 5 nm (wyznaczanie lmax)

2.     Zmierzyć absorbancję roztworów wzorcowych przy lmax stosując jako odnośnik wodę.

3.     Zmierzyć analogicznie absorbancję otrzymanej do analizy próbki.

Opracowanie wyników:

Wyniki pomiarów absorbancji roztworu wzorcowego zawierającego 1mg kwasu w 50cm3 w zakresie 330-380nm:

Z powyższych pomiarów wynika, że największa absorbancja występuje przy długości fali 355nm, dlatego przy takim l dokonano pozostałych pomiarów.

Wyniki pomiarów absorbancji roztworów wzorcowych przy długości fali 355nm:

Wynik pomiaru absorbancji analizowanej próby wynosi 0,506

Zakres stężeń, dla których spełnione są prawa adsorpcji zawiera się w przedziale 0,1-1,5mg/cm3, ponieważ odcinek ten charakteryzuje się prostoliniowym przebiegiem.

Stężenie kwasu pikrynowego w analizowanej próbie wyznaczone z wykresu wynosi 0,46mg/50cm3

Wnioski:

Przeprowadzone doświadczenie pozwoliło na wyznaczenie stężenia kwasu pikrynowego odczytanego z krzywej wzorcowej. Stężenie to wyniosło 0,46mg kwasu pikrynowego w 50 cm3analizowanej próby. Niewielkie odchylenia punktu od przebiegu krzywej mogły być spowodowane niedokładnym przygotowaniem roztworów wzorcowych, jak również niedokładnym odczytem absorbancji ze spektrofotometru.

Ćwiczenie S – 8

Oznaczanie Fe2+ w postaci kompleksu z O – fenantroliną                                   (1,10-fenantrolina)

              O – fenantrolina jest zasadą organiczną, która z jonami Fe2+ w szerokim zakresie pH tworzy barwny pomarańczowo-czerwony elektrododatni kompleks, stanowiący podstawę do oznaczania żelaza w roztworze wodnym.

Odczynniki i aparatura:

-         roztwór podstawowy Fe3+

-         0,25% roztwór o-fenantroliny w HCl o stężeniu 0,1 mol/dm3

-         10% roztwór wodny cytrynianu sodowego

-         10% roztwór wodny chlorowodorku hydroksyloaminy, świeżo przygotowany

Wykonanie ćwiczenia:

1.     Roztwory wzorcowe przygotowuje się w następujący sposób. Do ośmiu kolb miarowych o pojemności 50 cm3 odmierzyć pipetą miarową 0,00 (ślepa próba – roztwór odniesienia) 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0;  cm3 podstawowego roztworu żelaza o zawartości 0,1 mg/cm3 Fe3+. Do wszystkich kolb dodać po 2 cm3 10% roztworu chlorowodorku hydroksyloaminy (w celu redukcji Fe3+ ® Fe2+), po 5 cm3 10% roztworu cytrynianu sodu (w celu zbuforowania środowiska roztworu) i po 5 cm3 0,25% roztworu o-fenantroniny (w celu kompleksowania), uzupełnić wodą do kreski. Tak przygotowane roztwory zawierają 0,0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0;  mg/cm3

2.     Ustalenie analitycznej długości fali należy wykonać spożądzając wykres zależności A = f(l). W tym celu dokonuje się pomiaru absorbancji dowolnego roztworu wzorcowego w zakresie                      440 – 600 nm, zmieniając długość fali co 10 nm. Odnośnikiem w pomiarach jest roztwór „zerowy” (ślepa próba), a pomiary wykonuje się po 10 minutach od dodania wszystkich odczynników. Jako analityczną długość fali przyjmuje się maksimum krzywej absorbcji.

3.     Pomiar absorbancji roztworów wzorcowych wykonuje się przy lmax i przy zastosowaniu ślepej próby jako roztworu odniesienia.

4.     Oznaczanie stężenia Fe2+ w wodzie. Z otrzymanej do analizy próbki wody pobrać 6 równych prób o objętości 2 cm3 każda i przenieść do kolbek miarowych o pojemności 50 cm3. Następnie dodać do tych próbek wszystkie odczynniki, w ilościach i kolejności jak w punkcie 1. Zmierzyć absorbancję roztworów badanych, w tych samych warunkach jak roztworów wzorcowych.

Korzystając z wydruku komputerowego odczytuje stężenia jonów Fe2+ zmierzonych dla każdej próbki:

[mg/cm3]

x1 = 1,62

x2 = 0,86

x3 = 1,35

x4 = 1,19

x5 = 1,38

x6 = 1,55

Dyskusja błędów:

Średnia arytmetyczna zbiorowości próbnej:

x = 1,62+0,86+1,35+1,19+1,38+1,55 / 6 = 1,325

Wariacja zbiorowości próbnej

;  n-1= k – liczba stopni swobody

V=(1,62-1,325)2+(0,86-1,325)2+(1,35 –1,325)2+(1,19–1,325)2 +(1,38-1,325)2 + +(1,55-1,325) / 5 = 0,375

Odchylenie standardowe pojedynczego wyniku

s = (0,375) ½ = 0,612                                                     

Odchylenie standardowe średniej arytmetycznej

Względne odchylenie standardowe, charakteryzuje wielkość rozrzutu wyników

sr = 0,612 / 1,325 = 0,461

Przedział ufności: 

95% ...