Изучение спектров поглощения с помощью спектрофотометра (стр. 2 из 2)
Структурная схема спектрофотометра представлена на рис. 4
Световой пучок из осветителя попадает в монохроматор через входную щель и разлагается дифракционной решеткой в спектр. В монохроматический поток излучения, поступающий из выходной щели в кюветное отделение, поочередно вводятся контрольный и исследуемый образцы. Излучение, прошедшее через образец, попадает на катод фотоэлемента в приемно-усилительном блоке. Электрический ток, проходящий через резистор RН, который включен в анодную цепь фотоэлемента, создает на резисторе падение напряжения, пропорциональное потоку излучения, падающему на фотокатод.
Усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления близким к единице, обеспечивает передачу сигналов на вход микропроцессорной системы (далее - МПС), МПС по команде оператора поочередно измеряет и запоминает напряжения UTи U, пропорциональные темновому потоку фотоэлемента, потоку, прошедшему через контрольный образец, и потоку, прошедшему через исследуемый образец. После измерения МПС рассчитывает коэффициент пропускания Т исследуемого образца по формуле
оптический плотность концентрация спектрофотометр
U-UT
T= ¾¾¾ *100 (1)
U0 –UT
Значение измеренной величины высвечивается на цифровом фотометрическом табло
Включение спектрофотометра
Закрыть фотоэлемент, установить рукоятку 49 переключения шторки в положение ЗАКР, переключателем 21 установить ширину щели 0,15 нм.
Клавиатуре МПС, после чего должна высветиться запятая на табло МПС.
При установке рычага 34 в положение H лампа накаливания загорается сразу после нажатия кнопки СЕТЬ, при установке этого рычага в положение Д дейтериевая лампа загорается автоматически после минутного прогрева.
Стабильная работа спектрофотометра обеспечивается через 30 мин. после его включения.
Выключение спектрофотометра производить нажатием кнопки СЕТЬ.
Стабильная работа дейтериевой лампы обеспечивается через 30 мин. после ее включения.
Порядок работы
Подготовка к измерению
Включить спектрофотометр (см. выше)
Установить в держатель от одного до трех исследуемых образцов, в четвертую позицию держателя может быть установлен контрольный образец. Установить держатель на каретку в кюветном отделении.
Установить требуемую длину волны, вращая рукоятку длин волн в сторону увеличения длин волн. Если при этом шкала повернется на большую, чем нужно, величину, то надо возвратить ее назад на 5 – 10 нм и снова подвести к требуемому делению.
Установить рукояткой 41 и рычагом 34 фотоэлемент и источник излучения в рабочее положение, соответствующее выбранному спектральному диапазону измерения.
Перед каждым новым измерением, когда неизвестна величина выходного напряжения, следует устанавливать ширину щели 0,15 нм во избежание засвечивания фотоэлементов.
Снимать показания следует при плотно закрытой крышке кюветного отделения.
Открывать крышку кюветного отделения следует только при установленной в положение ЗАКР рукоятке переключения шторки.
Измерение оптической плотности
Установить рукоятку 49 в положение ЗАКР.
Подключить вольтметр.
Установить рукояткой 50 НУЛЬ значение на вольтметре, равное нулю.
Установить на пути потока излучения контрольный образец в положение 1, перемещая каретку рукояткой 40. При отсутствии контрольного образца измерение будет проводиться относительно воздуха (I0). Установить кювету с исследуемым раствором в положение 4.
Установить рукоятку 49 в положение ОТКР.
Рукоятку ЩЕЛЬ установить в положение 2,5.
Установить поочередно на пути потока излучения измеряемые образцы, перемещая каретку рукояткой 40. Снять показания с вольтметра (в положении 1 - I0, в положении 4 - I).
Выполнить операции, указанные в пп. 2.1 – 2.7 с шагом 10 нм, начиная с длины волны 550 нм до 800 нм.
Выполнить операции, указанные в пп. 2.1 – 2.8 для всех имеющихся растворов.
2.10. Построить график зависимости оптической плотности (D) от длины волны (l).
Определение концентрации
Определение концентрации исследуемого раствора на спектрофотометре возможно при линейной зависимости оптической плотности D исследуемого раствора от концентрации C.
Измерения производить при длине волны 650 нм.
Установить рукоятку 49 переключения шторки в положение ЗАКР.
Установить в кюветное отделение кювету с исследуемым раствором и кювету с растворителем.
Вращая рукоятку изменения длины волны, установить необходимое значение (650 нм).
Установить рукояткой НУЛЬ на вольтметре значение, равное 0.установить рукоятку ЩЕЛЬ в положение 2,25.
Установить рукоятку 49 в положение ОТКР. Снять показания с вольтметра для I и I0.
Выполнить пп. 3.1 – 3.5 для всех имеющихся растворов.
Построить градуировочный график зависимости оптической плотности (D) от концентрации (C). Градуировочный график построить следующим образом:
Приготовить ряд растворов данного вещества с известными концентрациями, охватывающими область возможных изменений концентрации этого вещества в исследуемом растворе. Определить оптическую плотность всех растворов и построить градуировочный график, откладывая по оси абсцисс известные концентрации, а по оси ординат – соответствующие им значения оптической плотности.
Контрольные вопросы
Что представляет собой монохроматический свет?
Что представляет собой монохроматор, для каких целей он используется?
Каков принцип работы спектрофотометра?