Расчет результатов анализа

1) Расчет концентрации приготовленных стандартных растворов красителей

,

где С_{исх,i .}, С_к,i – концентрация исходного стандартного раствора красителяи в колбе соответственно, моль/дм³;

V_исх. – объем исходного стандартного раствора, отмерено по бюретке, дм³;

V_к – объем колбы, дм³;

Метилоранж: С₀ = 1,5*10^-4 моль/л; V = 2; 3; 4; 5 V = [мл]

C₁ = 1,5 *10^-4 * (2/50) = 6*10^-6моль/л;

С₂ = 9*10^-6моль/л;

С₃ = 12,0*10^-6моль/л;

С₄ = 15,0*10^-6моль/л.

Метилвиолет: С₀ = 2*10^-4 моль/л; V = 4; 5; 6; 7

С₁ = 2,0*10^-4 * (4/50) = 1,6*10^-5моль/л;

С₂ = 2*10^-5моль/л;

С₃ = 2,4*10^-5моль/л;

С₄ = 2,8*10^-5моль/л.

Метинеловая синь: С₀ = 1*10^-4 моль/л; V = 1; 2; 3; 4.

С₁ = 10^-4 * (1/50) = 2*10^-6 моль/л;

С₂ = 4*10^-6 моль/л;

С₃ = 6*10^-6 моль/л;

С₄ = 8*10^-6 моль/л.

2) Выбор аналитических длин волн. Число аналитических длин волн соответствует числу красителей в анализируемой смеси (для трехкомпонентной смеси: l_а1, l_а2, l_а3). Обычно аналитическая длина волны выбирается в максимумах полос поглощения чистых красителей, в каждом конкретном случае для смеси красителей необходимо учитывать пересечение спектров поглощения чистых компонентов (выбор аналитических длин волн следует согласовать с преподавателем).

1) Определение коэффициентов экстинкции на аналитических длинах волн.

Таблица 1 - Результаты экспериментов

По результатам, приведенным в таблице 1, строят калибровочные графики в осях «абсорбция – концентрация». Если в результате построения получаются прямые линии, значит, закон Ламберта-Бугера-Бера выполняется. Коэффициенты экстинкции находят как тангенсы угла наклона прямых, равные отношению соответствующих катетов: e = А / С×l. При этом все величины следует брать в соответствующих единицах. Из графиков можно найти все девять коэффициентов экстинкции, некоторые из которых могут оказаться равными нулю, результаты расчетов заносят в таблицу 2.

Таблица 2 - Значения коэффициентов экстинкции

₃/(С₃*2)

5) Расчет концентрации красителей в анализируемой смеси.

Анализ смеси невзаимодействующих красителей, полосы поглощения которых пересекаются основан на аддитивностти абсорбций (1):

(1)

Для выбранных аналитических длин волн записывают три уравнения (2):

(2)

Предполагая, что для каждого компонента смеси в рабочем интервале концентраций на всех выбранных длинах волн l_а1, l_а2, l_а3 выполняется закон Ламберта-Бугера-Бера, получаем систему уравнений (3), в которую входят искомые концентрации красителей С _I, С _II, С _III.

Определим концентрацию компонентов в анализируемой смеси. В первую очередь рассмотрим участок 3. На нем вклад в график абсорбции от М.о. и М.в. равен нулю, и, соответственно, абсорбция смеси на этом участке будет зависеть лишь от содержания в ней М.с.

В данном случае концентрацию взяли по калибровочному графику С=6,8∙10^-6моль/л.

На втором участке вклад в общую концентрацию вносят м.в. и м.с. Абсорция смеси согласно принципу аддитивности будет складываться из абсорбций от каждого компанента:

В данном случае искомой величиной является единственная неизвесная в данном уравнении – концентрация м.в. Подставляя найденную ранее концентрацию м.с., найденные по калибровочным графикам коэффициенты экстинкции и измеренную нами опытным путем абсорбцию смеси легко можно получить величину С(м.в.):

моль/л;

Оставшуюся концентрацию м.о. находим из анализа уравнения абсорбции смеси составленного для первого участка. На нем вклад в общую абсорбцию будут вносить лишь м.о. и м.в. Записывая закон аддитивности и выражая неизвестную концентрацию м.о. получаем уравнение по которому можем отыскать:

моль/л;

Вывод: определили концентрации анализируемых красителей и увидели зависимость абсорбции света различными красителями в зависимости от длины волны с помощью спектрофотометра СФ – 10.