Spektrofotometri adalah teknik eksperimen yang digunakan untuk mengukur kepekatan zat terlarut dalam larutan tertentu dengan mengira jumlah cahaya yang diserap oleh bahan tersebut. Teknik ini sangat berguna kerana sebatian tertentu juga akan menyerap cahaya panjang gelombang yang berbeza pada intensiti yang berbeza. Dengan menganalisis cahaya yang melalui larutan, anda dapat mengenal pasti sebatian yang larut dalam larutan dan kepekatannya. Alat yang digunakan untuk menganalisis penyelesaian dengan teknik ini di makmal adalah spektrofotometer.
Langkah
Bahagian 1 dari 3: Menyiapkan Contoh
Langkah 1. Hidupkan spektrofotometer
Sebilangan besar spektrofotometer perlu dipanaskan sebelum dapat memberikan ukuran yang tepat. Jadi, mulakan mesin dan kemudian biarkan selama sekurang-kurangnya 15 minit sebelum mengukur sampel.
Gunakan masa ini untuk menyediakan sampel
Langkah 2. Bersihkan cuvette atau tabung uji
Di makmal sekolah, tabung uji boleh guna mungkin ada yang tidak perlu dibersihkan terlebih dahulu. Namun, jika anda menggunakan cuvette biasa atau tabung uji, pastikan membersihkan peralatan dengan bersih sebelum digunakan. Bilas semua cuvet dengan air deionisasi.
- Berhati-hati menggunakan cuvettes kerana harganya agak mahal.
- Semasa menggunakan cuvette, jangan sentuh sisi tempat cahaya melintas (biasanya bahagian bekas yang jelas).
Langkah 3. Tuangkan sampel yang mencukupi ke dalam cuvette
Isipadu maksimum bahagian cuvette adalah 1 ml, sementara isipadu maksimum tabung uji adalah 5 ml. Pengukuran anda mestilah tepat selagi cahaya spektrofotometer masih dapat melewati sampel dan bukan bahagian bekas yang kosong.
Sekiranya anda menggunakan pipet untuk memasukkan sampel, gunakan tip baru untuk setiap sampel. Dengan cara itu, pencemaran silang dapat dielakkan
Langkah 4. Sediakan penyelesaian kawalan
Penyelesaian ini yang juga dikenali sebagai kosong atau kosong hanya mengandungi pelarut dalam larutan yang dianalisis. Sebagai contoh, jika anda mempunyai sampel garam yang dilarutkan dalam air, larutan kosong yang anda perlukan adalah air. Sekiranya air yang anda gunakan berwarna merah, anda juga harus menggunakan larutan kosong merah. Gunakan bekas yang serupa untuk menyimpan larutan kosong dalam isipadu yang sama dengan sampel.
Langkah 5. Lap bahagian luar cuvette
Sebelum memasukkan cuvette ke dalam spektrofotometer, anda mesti memastikannya bersih untuk mengelakkan gangguan terhadap pengukuran kerana zarah debu atau kotoran. Gunakan kain tanpa serat untuk mengeluarkan titisan air atau debu yang melekat di bahagian luar cuvette.
Bahagian 2 dari 3: Mengeksperimen
Langkah 1. Tentukan dan sesuaikan panjang gelombang cahaya untuk menganalisis sampel
Gunakan panjang gelombang cahaya tunggal (sinar monokromatik) untuk meningkatkan keberkesanan pengukuran. Pilih warna cahaya yang dapat diserap oleh kandungan kimia yang dianggap larut dalam sampel ujian. Tetapkan panjang gelombang mengikut spesifikasi spektrofotometer yang anda gunakan.
- Di makmal sekolah, panjang gelombang ini biasanya akan diberikan dalam arahan eksperimen.
- Kerana sampel akan memantulkan semua cahaya yang dapat dilihat, panjang gelombang warna cahaya eksperimen biasanya selalu berbeza dengan warna sampel.
- Objek muncul dengan warna tertentu kerana memantulkan panjang gelombang tertentu dan menyerap semua warna lain. Rumput kelihatan hijau kerana klorofil di dalamnya mencerminkan hijau dan menyerap warna lain.
Langkah 2. Kalibrasi spektrofotometer dengan larutan kosong
Letakkan larutan kosong ke dalam pemegang cuvet dan tutup spektrofotometer. Pada skrin spektrofotometer analog, terdapat jarum yang akan bergerak berdasarkan intensiti pengesanan cahaya. Selepas larutan kosong dimasukkan, jarum harus bergerak ke kanan. Catat nilai ini sekiranya anda memerlukannya kemudian. Biarkan larutan kosong kekal di spektrofotometer, kemudian geser jarum ke sifar menggunakan kenop pelaras.
- Spektrofotometer digital juga boleh dikalibrasi dengan cara yang sama. Walau bagaimanapun, alat ini dilengkapi dengan skrin digital. Tetapkan bacaan larutan kosong ke 0 dengan tombol kawalan.
- Walaupun larutan kosong dikeluarkan dari spektrofotometer, penentukuran akan tetap berlaku. Oleh itu, apabila anda mengukur keseluruhan sampel, penyerapan tempat kosong akan dikurangkan secara automatik.
Langkah 3. Keluarkan tempat kosong dan uji hasil penentukuran spektrofotometer
Walaupun larutan kosong dikeluarkan dari spektrofotometer, jarum atau nombor di skrin masih boleh dibaca 0. Masukkan larutan kosong kembali ke spektrofotometer dan pastikan bacaannya tidak berubah. Sekiranya spektrofotometer dikalibrasi dengan betul menggunakan larutan kosong, hasilnya di skrin tetap 0.
- Sekiranya jarum atau nombor di skrin tidak membaca 0, ulangi langkah penentukuran dengan penyelesaian kosong.
- Sekiranya masalah berlanjutan, dapatkan bantuan atau minta seseorang memeriksa spektrofotometer.
Langkah 4. Ukur penyerapan sampel
Keluarkan larutan kosong dan masukkan sampel ke dalam spektrofotometer. Tunggu sekitar 10 saat untuk tangan stabil atau angka pada paparan digital berhenti berubah. Catat peratusan penghantaran dan / atau serapan sampel.
- Semakin banyak cahaya yang dilalui, semakin kurang cahaya yang diserap. Biasanya, anda perlu mencatat nilai serapan sampel yang secara umum dinyatakan sebagai nombor perpuluhan, misalnya 0.43.
- Ulangi pengukuran setiap sampel sekurang-kurangnya tiga kali dan kemudian hitung purata. Dengan begitu, hasil yang anda dapat akan lebih tepat.
Langkah 5. Ulangi eksperimen dengan panjang gelombang cahaya yang berbeza
Sampel anda mungkin mengandungi beberapa sebatian yang mempunyai serapan yang berbeza bergantung pada panjang gelombang cahaya. Untuk mengurangkan ketidakpastian, ulangi pengukuran sampel pada selang panjang gelombang 25 nm merentasi spektrum cahaya. Dengan cara ini, anda dapat mengesan bahan kimia terlarut lain dalam sampel.
Bahagian 3 dari 3: Menganalisis Data Penyerapan
Langkah 1. Hitung penghantaran dan penyerapan sampel
Penghantaran adalah berapa banyak cahaya yang dapat melewati sampel dan mencapai spektrofotometer. Sementara itu, daya serap adalah seberapa banyak cahaya yang diserap oleh salah satu bahan kimia terlarut dalam sampel. Terdapat banyak spektrofotometer moden yang memberikan output dalam bentuk pemancar dan serapan. Walau bagaimanapun, jika anda mendapat nilai intensiti cahaya, anda juga boleh mengira dua nilai ini sendiri.
- Penghantaran (T) dapat ditentukan dengan membagi intensiti cahaya yang melewati larutan sampel dengan jumlah cahaya yang melewati larutan kosong. Nilai ini biasanya dinyatakan sebagai nombor perpuluhan atau peratusan. T = Saya / Saya0, di mana saya adalah intensiti sampel dan saya0 adalah keamatan kosong.
- Absorbance (A) dinyatakan sebagai transmisi 10 logaritma (eksponen) asas negatif: A = -log10T. Jadi, jika T = 0, 1, A = 1 (0, 1 adalah 10 hingga kuasa -1). Ini bermaksud 10% cahaya dilalui, sementara 90% diserap. Sementara itu, jika T = 0,01, A = 2 (0,01 adalah 10 hingga kuasa -2). Ini bermaksud, cahaya yang dilalui adalah 0.1%.
Langkah 2. Grafkan nilai serapan berbanding panjang gelombang
Nyatakan nilai serapan sebagai paksi-y dan panjang gelombang sebagai paksi-x. Dari titik semua hasil serapan pada setiap panjang gelombang, anda akan mendapat spektrum serapan sampel, dan mengenal pasti kandungan sebatian dan nisbahnya dalam sampel.
Spektrum serapan biasanya mempunyai puncak pada panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang puncak ini membolehkan anda mengenal pasti sebatian tertentu
Langkah 3. Bandingkan spektrum serapan anda dengan graf sebatian yang diketahui
Setiap sebatian mempunyai spektrum serapan yang unik dan selalu mempunyai panjang gelombang puncak yang sama dalam setiap pengukuran. Dengan membandingkan graf yang anda dapat dengan graf sebatian tertentu yang diketahui, anda dapat mengenal pasti kandungan zat terlarut dalam larutan sampel.
