19. Sav-bázis indikátorok disszociáció állandójának spektrofotometriás meghatározása. Előkészítő előadás

Hasonló dokumentumok
19. Sav-bázis indikátorok disszociáció állandójának spektrofotometriás meghatározása. Előkészítő előadás Módosított változat

A fény tulajdonságai

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

23. Indikátorok disszociációs állandójának meghatározása spektrofotometriásan

Abszorpciós spektroszkópia

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

Abszorpciós fotometria

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

Környezet diagnosztika fizikai módszerei-4; Lambert-Beer törvény; PTE FI-10; dr. Német Béla

Abszorpciós fotometria

Abszorpciós fotometria

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

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

1. mérés: Benzolszármazékok UV spektrofotometriás vizsgálata

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

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

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

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

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

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Sugárzásos hőtranszport

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

Molekulaspektroszkópiai módszerek UV-VIS; IR

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA AZ INFRAVÖRÖS SZÍNKÉPTARTOMÁNYBAN

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

UV-VIS spektrofotometriás tartomány. Analitikai célokra: nm

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

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

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

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

Szervetlen komponensek analízise. A, Atomspektroszkópia B, Molekulaspektroszkópia C, Elektrokémia D, Egyéb (radiokémia, termikus analízis, stb.

Modern fizika laboratórium

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

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

KÖNYEZETI ANALITIKA BEUGRÓK I.

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Abszorpciós fotometria

1. Szerves anyagok oldatbeli abszorpciós színképének meghatározása

Többértékű savak és bázisok Többértékű savnak/lúgnak azokat az oldatokat nevezzük, amelyek több protont képesek leadni/felvenni.

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Titrimetria - Térfogatos kémiai analízis -

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

SPEKTROSZKÓPIA: Atomok, molekulák energiaállapotának megváltozásakor kibocsátott ill. elnyeld sugárzások vizsgálatával foglalkozik.

Abszorbciós spektroszkópia

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

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

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Természetvédő 1., 3. csoport tervezett időbeosztás

ATOMEMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIA

SPEKTROFOTOMETRIAI MÉRÉSEK

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

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

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

ph = lg [H3O + ] A ph az oxóniumionok koncentrációjának tízes alapú logaritmusa, szorozva 1-gyel.

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

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

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

1. feladat. a) Adjátok meg az egyes komponensek adott parciális nyomáshoz tartozó oldhatóságát normál ml gáz/kg víz mértékegységben!

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

Készítette: Geda Dávid

Számítások ph-val kombinálva

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROFOTOMETRIA

Ecetsav koncentrációjának meghatározása titrálással

- abszolút törésmutató - relatív törésmutató (más közegre vonatkoztatott törésmutató)

Az elektromágneses hullámok

A tisztítandó szennyvíz jellemző paraméterei

Indikátorok. brómtimolkék

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

7. Festékelegyek elválasztása oszlopkromatográfiás módszerrel. Előkészítő előadás

Spektrokémiai módszerek

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 11. Spektroszkópia

Vizes oldatok ph-jának mérése

ahol a minőség találkozik a hatékonysággal DR6000 UV-VIS spektrofotométer

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

17. Diffúzió vizsgálata

A fény keletkezése. Hőmérsékleti sugárzás. Hőmérsékleti sugárzás. Lumineszcencia. Lézer. Tapasztalat: a forró testek Hőmérsékleti sugárzás

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Szakképesítés-ráépülés: Műszeres analitikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Analitikai elemző módszerek

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Természetvédő 1., 3. csoport tervezett időbeosztás

Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

(Kémiai alapok) és

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

Átírás:

19. Sav-bázis indikátorok disszociáció állandójának spektrofotometriás meghatározása Előkészítő előadás 2019.03.11.

mérési feladat Egy sav-bázis indikátor abszorpciós spektrumának felvétele különböző ph-jú oldatokban a látható tartományban. z egyes oldatok ph-jának meghatározása üvegelektróddal. z indikátor disszociáció állandójának meghatározása elnyelési intenzitásváltozások alapján.

Sav-bázis indikátor Indikátorok: olyan anyagok, amelyek színváltozással jelzik egy oldatban bizonyos összetevők megjelenését vagy eltűnését. Sav-bázis indikátorok: az oldat kémhatását illetve annak változását jelzik.

savi disszociáció állandó savi disszociáció állandó egy gyenge sav vízben történő disszociációjának egyensúlyi állandója (K s ). H + H 2 O = H 3 O + + - K s = H3O + [ H] Szögletes zárójellel az anyagok egyensúlyi koncentrációját jelöltük.

látható spektrum látható fény az elektromágneses hullámok szűk (λ = 390-750 nm), ember által érzékelt tartományát jelenti. z ultraibolya és a látható fény az elektrongerjesztés tartománya.

fény és az anyag kölcsönhatása visszaverődés a beeső fény intenzitása elnyelődés az áthaladt fény intenzitása szóródás http://pharmaxchange.info/press/wp-content/uploads/2012/04/absorption_reflection_scattering-of-light_2.gif

z abszorbancia és az transzmisszó z abszorbancia a referencián és a mintán áthaladt fény intenzitásából az alábbi egyenlettel számolható: = lg(i 0 /I) EGYENESEN RÁNYOS az elnyelő komponens koncentrációjával. transzmisszió (vagy transzmittancia) a relatív áthaladt fényintenzitás: T = I / I 0 NEM EGYENSEN RÁNYOS az elnyelő komponens koncentrációjával (de függ tőle).

Minta számolások 619 nm-en mérve a belépő fényintenzitás 39%-a nyelődik el. Mekkora a mért abszorbancia és transzmittancia? 39% elnyelődik, tehát 61% áthalad, így I = 0,61 I 0 = lg(i 0 /I) = lg (I 0 / (0,61 I 0 )) = lg (1/0,61) = lg (1,6393) = 0,215 T = I / I 0 T = I / I 0 = 0,61 I 0 / I 0 = 0,61 mérés hullámhossza felesleges adat.

spektrofotométerek Spektrofotométer: fényabszopciót mér a hullámhossz függvényében Osztályozásuk: a mérés hullámhossz tartománya alapján: ultraibolya (UV) látható (VIS) infravörös (IR) a sugárutak száma alapján: egysugárutas kétsugárutas az egyidőben detektált hullámhosszak száma alapján: monokromátoros polikromátoros

z egysugárutas spektrofotométerek referencia oldatra nullázunk, majd ugyanabba a küvettatartóba tesszük a mintát és mérjük az abszorbanciáját. Lehetnek közvetlen kitérésűek vagy kompenzációs elven működők. közvetlen kitérésűek esetén közvetlenül a fényintenzitással arányos jelet használjuk. Egyszerű, olcsó készülékek, de érzékenyek a tápfeszültség változására, a fényforrás és a detektor időbeli változásaira. Ezek a hibák a nullpontstabilitásban, érzékenységben, reprodukálhatóságban, linearitásban jelentkeznek. kompenzációs készülékek egy kompenzációs áramkör segítségével mérnek. Sokkal pontosabbak, de a mérések különösen spektrumok felvételénél nehézkesebbek.

z egysugárutas spektrofotométer blokkdiagramja kilépő rés minta detektor fényforrás belépő rés diszperziós egység http://toolboxes.flexiblelearning.net.au/demosites/series5/508/laboratory/studynotes/snsinglebeamdesign.htm

kétsugárutas spektrofotométerek fényt két fényútra bontják, amelyből az egyik a referencia oldaton, a másik a mintán halad át. két úton áthaladt fény intenzitása egymással közvetlenül összehasonlítható. Összetettebb, drágább, de pontosabb, stabilabb készülékek, mint az egysugárutas spektrofotométerek.

kétsugárutas spektrofotométer blokkdiagramja http://www.chem.science.unideb.hu/oktatas/xx19/xx19sp.pdf

Fényforrások látható tartományban általában wolfram lámpa, ultraibolya tartományban deutérium lámpa. wolfram lámpa tulajdonképpen egy izzított volfrámszál (esetleg halogén töltettel). Olyan, mint a hagyományos izzólámpa. z elektromágneses hullámokat fekete test sugárzásként bocsátja ki, így annak energiaeloszlása függ a szál hőmérsékletétől.

Hullámhossz kiválasztók Szűrők, monokromátorok, polikromátorok. Lehetnek: prizmák, amelyek működése a törésmutató hullámhosszfüggésén alapul optikai rácsok, amelyek működése a diffrakción alapul

Detektorok Fotocellák, fotoelektron sokszorozók, fotodiódák. Polikromátoros készülékekben fotodiódasort szoktak használni. http://www.chem.science.unideb.hu/oktatas/xx19/xx19sp.pdf

Lambert Beer-törvény dott hullámhosszon a mintában abszorbeálódó fény mennyisége arányos a fényelnyelő komponens koncentrációjával: = lg(i 0 /I) = ε l c ahol az abszorbancia, I 0 a mintába belépő fény intenzitása, I a kilépő fény intenzitása, ε a moláris abszorpciós együttható, l az optikai úthossz (itt ez a minta rétegvastagsága), c az anyagmennyiség koncentráció.

Lambert Beer-törvény érvényességének feltételei 1. z abszorbeáló részecskék nem takarják egymást, azaz az oldat elegendően híg és a küvetta nem túl vastag. 2. z abszorbeáló közeg eloszlásának egyenletesnek kell lennie a vizsgált térfogatban, és nem szórhatja a fényt. 3. beeső fénynek párhuzamos sugarakból kell állnia, és minden sugárnak ugyanakkora utat kell megtennie az elnyelő közegben.

Lambert Beer-törvény érvényességének feltételei 4. beeső fénynek lehetőleg monokromatikusnak, vagy legalábbis sokkal kisebb sávszélességűnek kell lennie, mint amekkora az abszorpciós átmenet sávszélessége. 5. beeső fény nem okozhat kémiai változásokat, illetve optikai telítést vagy pumpálást (ez utóbbi hatások csökkentik az alacsonyabb energiaszintű állapotok betöltöttségét).

Lambert Beer-törvény több fényelnyelő komponens esetén mennyiben a komponensek között nincs számottevő kölcsönhatás a fényelnyelésük összeadódik: Két komponensre: = i = 1 + 2 = (ε 1 c 1 + ε 2 c 2 ) l ahol 1 és 2 a konponensek abszorbanciája, ε 1 és ε 2 a komponensek moláris abszorpciós együtthatója, c 1 és c 2 a komponensek anyagmennyiség koncentrációja, l az optikai úthossz (itt ez a minta rétegvastagsága).

K savi disszociáció állandó meghatározása abszorbancia mérésből savi disszociáció állandót írjuk fel a disszociációfok segítségével! [ ] = α cindikátor [ H] = ( 1 α ) c indikátor H O α = = H = 1 1 α + 3 + α cindikátor + s H [ ] 3O H3O ( α ) cindikátor Mindkét oldal tízes alapú logaritmusának mínusz egyszeresét véve: pk s = α ph lg 1 α

savi disszociáció állandó meghatározása abszorbancia mérésből z indikátor oldatának elnyelése a protonált és deprotonált formák elnyelésének összege: ( α ) l + ε c α l = + = ε c l + ε c l = ε c H H H H indikátor 1 indikátor Nagyon savas oldatban az indikátor gyakorlatilag csak protonált formában van jelen, így a mért abszorbancia: savas H = ε H cindikátor l Nagyon lúgos oldatban az indikátor gyakorlatilag csak deprotonált formában van jelen, így a mért abszorbancia: lúgos = ε c indikátor l Ettől kezdve végig feltételezzük, hogy az indikátor bemérési koncentrációja megegyezik minden oldatban.

savi disszociáció állandó meghatározása abszorbancia mérésből Köztes ph-n: savas H = H 1 = teljes abszorbanciát ennek felhasználásával átírva: Ebből a disszociációfok kifejezhető: lúgos ( α ) + α savas = H + = H 1 lúgos ( α ) α savas savas lúgos savas = α + α = + H H H lúgos savas ( ) α H savas H = lúgos savas ( ) α H α = H lúgos savas ( ) savas H

savi disszociáció állandó meghatározása abszorbancia mérésből Helyettesítsük vissza ezt pk s kifejezésébe! pk s = ph lg pk s = ph lúgos lg 1 H lúgos savas ( ) savas H lúgos savas ( ) α = ph lg α 1 savas H + H savas H H lúgos savas ( ) H lúgos savas ( ) = ph lg savas H savas H ( ) ( ) savas lúgos savas H H lúgos savas lúgos H pk s = ph lg lúgos savas H

z ismeretlenek Gyenge sav típusú indikátorok oldatai: brómtimolkék brómkrezolbíbor brómkrezolzöld

brómtimolkék indikátor szerkezetének változása savas forma bázisos forma 3,3 -Dibromthymolsulfonphthalein, BTB C 27 H 28 Br 2 O 5 S CS No. 76-59-5

brómkrezolbíbor indikátor szerkezetének változása pk s = 6,3 savas forma bázisos forma 5,5''-Dibrom-o-kresolsulfonphthalein C 21 H 16 Br 2 O 5 S CS No. 115-40-2

brómkrezolzöld indikátor szerkezetének változása savas forma pk s = 4,9 bázisos forma 3,3,5,5 -Tetrabromo-m-cresolsulfonphthalein C 21 H 14 Br 4 O 5 S CS No. 76-60-8

5 különböző ph-jú oldatot állítunk össze a laborban található útmutató alapján. Oldatok elkészítése ph mérése ph mérése ph mérése legsavasabb oldat köztes ph-jú oldat 1 köztes ph-jú oldat 2 köztes ph-jú oldat 3 leglúgosabb oldat + indikátor + indikátor + indikátor + indikátor + indikátor s p e k t r u m o k

z üvegelektród - membránelektródok közé tartozik. - Elsősorban a hidrogénion aktivitására érzékeny - Kombinált változata a legelterjedtebb - Két puffer oldattal kalibrálni kell - Kalibrálás után sorozatban, gyorsan mérhető oldatok ph-ja külső elektród belső elektród elektromos csatlakozás töltőnyílás külső elektród oldata kerámia csatlakozás belső elektród oldata hidrogénion aktivitásra érzékeny, vékony üveg

brómtimolkék indikátor spektrumának változása a ph függvényében protonált forma elnyelése deprotonált forma elnyelése

z izobesztikus pont Létrejöttének oka: egyensúly az anyagfajták között. z izobesztikus pontban az anyagfajták moláris abszorpciós együtthatója egyenlő. Jellemző hullámhossz érték tartozik hozzá. protonált forma elnyelése deprotonált forma elnyelése Több egyensúly: több izobesztikus pont

z értékelés menete Olvassuk le az elnyelési maximumok és az izobesztikus pont hullámhosszát a grafikonról vagy a mérési adatok táblázatából! protonált forma elnyelése deprotonált forma elnyelése

z értékelés menete Olvassuk le a mért abszorbancia értékeket a táblázatból a nagyobb elnyelési maximum hullámhosszán MINDEN OLDT ESETÉN. protonált forma elnyelése deprotonált forma elnyelése

számolás leolvasott abszorbanciákat behelyettesítjük a pk s -re levezetett képletbe. Minden esetben szükség van a legkisebb és legnagyobb ph-jú oldatokban és EGY köztes ph-jú oldatban mért abszorbancia értékekre. pk s = ph lg lúgos savas H Így három pk s értéket számolunk, amelyek átlagát adjuk meg végeredményként.

Beadandók ph értékeket, a mért abszorbanciákat és a számolt pk s értékeket tartalmazó táblázat: Minta száma ph (λ max,2 ) pk s 1 H 2 1 3 2 4 3 5 - pk átlag: spektrumsorozat jellemzéséhez szükséges adatok a nemdisszociált forma sáv maximum hullámhossza a disszociált forma sáv maximum hullámhossza az izobesztikus pont hullámhossza

vöröskáposzta kivonat, mint indikátor ntociánok 12 40 mg/100 g ph Bodzában, ribizliben is!