Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Hasonló dokumentumok
Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 11. Spektroszkópia

11. Spektrofotometria

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Abszorpciós spektroszkópia

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Modern fizika laboratórium

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A fény tulajdonságai

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia március 18.

23. Indikátorok disszociációs állandójának meghatározása spektrofotometriásan

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Modern Fizika Labor. 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Fizika BSc. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: nov. 15.

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

17. Diffúzió vizsgálata

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

Rugalmas állandók mérése

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Kémiai reakciók sebessége

Sók oldáshőjének és jég olvadáshőjének meghatározása anizotermés hővezetéses kaloriméterrel

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Fotoszintézis. fotoszintetikus pigmentek Fényszakasz - gránum/sztrómalamella. Sötétszakasz - sztróma

Fázisátalakulások vizsgálata

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Félvezetk vizsgálata

Hőmérsékleti sugárzás

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Mérés és adatgyűjtés

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 12. Infravörös spektroszkópia

Sugárzásos hőtranszport

3. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 8. Alkáli spektrumok

Abszorpciós fotometria

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Abszorpciós fotometria

5. Laboratóriumi gyakorlat

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

5. Fajhő mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Rugalmas állandók mérése

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Modern fizika laboratórium

A színérzetünk három összetevőre bontható:

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Abszolút és relatív aktivitás mérése

Mikroszkóp vizsgálata és folyadék törésmutatójának mérése (8-as számú mérés) mérési jegyzõkönyv

Általános Kémia. Sav-bázis egyensúlyok. Ecetsav és sósav elegye. Gyenge sav és erős sav keveréke. Példa8-1. Példa 8-1

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

Biomatematika 12. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar. Fodor János

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

Általános Kémia GY 4.tantermi gyakorlat

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

A napenergia alapjai

FIZIKAI KÉMIA II. házi dolgozat. Reakciókinetikai adatsor kiértékelése (numerikus mechanizmusvizsgálat)

UV-VIS spektrofotometriás tartomány. Analitikai célokra: nm

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

Reakciókinetika és katalízis

Jegyzőkönyv. mágneses szuszceptibilitás méréséről (7)

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

Mérési jegyzőkönyv. 1. mérés: Abszorpciós spektrum meghatározása. Semmelweis Egyetem, Elméleti Orvostudományi Központ Biofizika laboratórium

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Mágneses szuszceptibilitás mérése

2. Rugalmas állandók mérése jegyzőkönyv javított. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Nagy számok törvényei Statisztikai mintavétel Várható érték becslése. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

9 gyak. Acél mangán tartalmának meghatározása UV-látható spektrofotometriás módszerrel

Reakció kinetika és katalízis

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

Fajhő mérése. Mérést végezte: Horváth Bendegúz Mérőtárs neve: Olar Alex Mérés ideje: Jegyzőkönyv leadásának ideje:

A mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Newton-gyűrűkkel Folyadék törésmutatójának mérése Abbe-féle refraktométerrel

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

Peltier-elemek vizsgálata

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

A diffúz reflektancia spektroszkópia (DRS) módszerének alkalmazhatósága talajok ásványos fázisának rutinvizsgálatában

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Spontaneitás, entrópia

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

Átírás:

Modern Fizika Labor Fizika BSc A mérés dátuma: 2011. dec. 16. A mérés száma és címe: 11. Spektroszkópia Értékelés: A beadás dátuma: 2011. dec. 21. A mérést végezte: Domokos Zoltán Szőke Kálmán Benjamin

1. Bevezetés 1.1. A mérés célja A mérés során a vas-oldat és a szalicilsav reakciójának egyensúlyi állandóját, a képződő elegy extenkciós állandóját, és az egyensúlyi állandó hőmérsékletfüggését határoztuk meg. 1.2. A mérési leírás A spektroszkópiai mérés alapelve az az, hogy egy adott hullámhosszúságú elektromágneses sugárzással besugározzuk a mérendő mintát, és mérjük a mintából kijövő sugárzás paramétereit. Az anyagok egyik tulajdonsága az, hogy a bejövő sugárzás egy részét abszorbeálják. A lényeges folyamat a mi mérésünkben az az, hogy a bemenő fény intenzitása a Lambert-Beer törvény szerint változik. I = I 0 10 εlc l = 1 [cm] vastag fényelnyelő közegen át a Lambert-Beer törvényből megadhatjuk a kijövő intenzitást, ha I 0 a bejövő intenzitás, c a koncentráció [mol/liter] és az ε az extinkciós együttható [liter/mol/cm]. Ekkor az abszorbció A = εlc Ezek alapján tehát vizsgálhatjuk komplex keverékek egyensúlyi állandóját. A laborban a szalicilsav anionja és Fe-ion által képzett komplex egyensúlyi reakció állandóját határoztuk meg. Az egyensúlyi reakció állandó meghatározása az alábbi összefüggésből számolható. K = [komplex] [F e 3+ ] [sal 1 ] n ( ) I0 a = log 10 = εl [komplex] I Ekvimoláris oldatokkal dolgoztunk a mérés során. 2.5 [mm]-os Fe +3 és 2.5 [mm]-os szalicilsavval, és a következő térfogat arányokba kevertössze össze őket: 1/9, 2/8, 3/7, -... 7/3, 8/2, 9/1. A reakció hőmérsékletfüggő is. Endoterm folyamat esetén a hőmérséklet emelkedése 1

elősegíti, exoterm esetén pedig gátolja komplex képződést. Ha ismerjük a reakcióállandó hőmérséklet függését, a reakcióhő a van t Hoff-összefüggés segítségével kiszámítható. (k: Boltzmann-állandó) ( ) d (ln K) d T P 2. Kiértékelés = Q kt 2 2.1. Az oldat abszorpciós spektruma szín Fe-sav arány keverési arány a kék 1:9-0.4 0.49440 vörös 2:8-0.3 0.92520 zöld 3:7-0.2 1.2665 bíbor 4:6-0.1 1.6388 fekete 5:5 0 1.8162 barna 6:4 0.1 1.636 cián 7:3 0.2 1.2113 magenta 8:2 0.3 0.7685 sárga 9:1 0.4 0.4642 1. táblázat. A mért keverékek A maximumok keresését parabola illesztéssel határoztuk meg, a hibája rendkívül kicsi. A felvett spektrumokból látni, hogy a maximumok nem ugyan ott vannak minden esetben, hanem el vannak tolódva, ebből feltételezhatjük, hogy a kiindulási oldatok sem egyenlő töménységűek. 2.2. Egyensúlyi állandó meghatározása eltérő töménységű oldatokra Az adatokatra az illesztést úgy végeztük ahogy az eltrérő töménységű alapoldatokra kell a mérési jegyzet szerint. Az illesztés során használ kód és az eredményűl kapott paraméterek a következők. gnuplot> a=1 gnuplot> d=1 2

1. ábra. Abszorpciós spektrum gnuplot> k=1 gnuplot> B(x,k,d)=-k*d/2-k*d*x-k/2+k*x-1 gnuplot> C(x,k,d)=k*d/4-k*d*x**2 gnuplot> f(x,k,d,a)=a/(2*k)*(-b(x,k,d)-sqrt(b(x,k,d)**2-4*k*c(x,k,d))) gnuplot> fit f(x,k,d,a) \szkradt\spektroszkop\reakc.dat via k,d,a k = 51.53 ± 29.78 d = 1.06 ± 0.03 a = 4.27 ± 0.18 A számolt paraméterekből már meghatározható az egyensúlyi reakció állandó. A d értékére közel 1-et kaptunk, ami azt mutatja, hogy a két oldat töménysége közel azonos volt. (k = κ; K = κ c 0 ; c 0 = 2.5 [mm]) [ dm 2 ] K = 20.61 ± 19.91 mm 3

2. ábra. Illesztett görbe 2.3. Az oldat extinkciós állandója A mérési leírás alapján az extinciós állandót (ε) a következő összefüggésből számolhatjuk ki. (l = 1 [cm]) ε = a c 0 l [ dm 2 ] ε = 1.711 ± 0.072 mm cm 2.4. A reakció állandó hőmérséklet-függése Ennél a mérésnél az 5/5 keverési arányú oldatot használtuk, a spektrumot a 20 C- 60 C-os tartományban vettük fel 5 C-os lépésekkel, majd a kapott görbéknek meghatároztuk a maximális abszorpcó értékét. A z kiszámításához a már kiszámolt a paramétert és c 0 összkoncentrációt használtuk fel. z = a c 0 a 4

z K = ( d c0 z ) ( c 02 z ) 2 [ szín T [K] a z K dm 2 mm kék 293 1.825 1.066 22.410 cián 298 1.824 1.065 22.264 zöld 303 1.817 1.061 21.373 sárga 308 1.810 1.057 20.567 vörös 313 1.798 1.050 19.166 magenta 318 1.788 1.044 18.092 bíbor 323 1.768 1.033 16.285 narancs 328 1.755 1.025 15.184 barna 333 1.736 1.014 13.830 ] 2. táblázat. A mért hőmérsékletfüggés Az egyensúlyi állandó úgy is felfogható, mint a reakció kezdő és végállapotát jellemző valószínűségek hányadosa. 3. ábra. Az abszorpció hőmérséklet-függése 5

( K = exp Q ) kt ( f(t ) = a exp b ) T a = 0.44 ± 0.44 b = 1159.3 ± 132.7 4. ábra. A reakció állandó hőmérséklet-függése [ ] J Q = ( 1.60 ± 0.18) 10 20 db Q M = ( 9604 ± 1099) [J] Az elnyelt hőmennyiséget negatív előjellel tüntetjük fel a reakciótermékek között, így az eredményre megállapíthatjuk, hogy endoterm reakció volt a mérés során. 6

2.5. Házi feladatok 1. Ha A és B mennyiség hibái da és db, becsüljük meg a hibáját az A/(A + B) kifejezésnek! f(a, B) = A (A+B) f(x, y) = df(x, y) y + dx df(x, y) x dy A (A + B) d [A/(A + B)] = B + da d [A/(A + B)] A = db B (A + B) 2 B A (A + B) 2 A A (A + B) = B A (A + B) 2 B A 2. Hogy változik az abszorpciós spektrum, ha a vas 10%-a kicsapódik az oldatból? Kevesebb vas miatt kevesebb komplex képződik, így kisebb lesz az abszorpciós spektrumban a komplexhez tartozó csúcs értéke. 3. Hogy függ a leírt mérés pontossága a kiindulási oldatok töménységétől? K v = κ c 0, K m = κ c 0, ±a: eltérés értéke ±a ( 1 K v K m = κ 1 ) c 0 a ± c 0 7

Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 1 1.1. A mérés célja.................................. 1 1.2. A mérési leírás................................. 1 2. Kiértékelés 2 2.1. Az oldat abszorpciós spektruma........................ 2 2.2. Egyensúlyi állandó meghatározása eltérő töménységű oldatokra....... 2 2.3. Az oldat extinkciós állandója.......................... 4 2.4. A reakció állandó hőmérséklet-függése..................... 4 2.5. Házi feladatok.................................. 7 Hivatkozások [1] Modern fizikai laboratórium, ELTE Eötvös Kiadó, Budapest, 1995 [2] Jegyzet: http://wigner.elte.hu/koltai/labor/parts/11komplex.pdf 8