Vi ønsker å bestemme konsentrasjonen av to forskjellige spesier som begge absorberer. Ni 510

Transkript

1 nvendelser av spektroskopi. nale av en blanding kjemiske forbindelser ε 1 bc 1 + ε 2 bc 2 + ε 3 bc 3 + ε 4 bc 4 + ε 5 bc 5 +. Vi ønsker å bestemme konsentrasjonen av to forskjellige spesier som begge absorberer. Hvordan løser vi problemet når spekterene er godt oppløst? De molare absorptiviteter for kobolt og nikkelkompleksene med 2,3-quinoksalinditiol ved 510 Co i Co i nm er ε og ε 5520 og ved 656 nm ε 1240 ogε ,425 g prøve ble løst og fortnnet til 50,0 ml. En prøvemengde på 25,0 ml ble tatt ut. Etter tilsetning av 2,3-quinoksalinditiol ble volumet justert til 50,0 ml. Løsningen hadde en absorbans på 0,446 ved 510 nm og en absorbans på 0,326 ved 656 nm. Beregn innholdet av kobolt og nikkel i prøven. (mg kobolt per kg prøve og mg nikkel per kg prøve.) Beer-Lamberts lov gjelder. Vi beregner først konsentrasjoner i løsningene som er tilsatt reagens og sto i spektrofotometeret. Co 510nm ε 510 b C Co + ε Co 656nm ε b C Co + ε 656 i 510 i 655 b C i b C i , C Co C i 0, C Co C i C Co 9, M C i 1, M Mengdene i 50 ml av den løsningen som sto i spektrofotometeret er den samme som i de 25 ml av prøven som ble tatt ut Kobolt: 9, M 50 ml (1 L/1000 ml) 4, mol ikkel: 1, M 50 ml (1 L/1000 ml) 8, mol Den totale mengden er dobbelt så stor fordi hele prøven, 0,425 g, ble løst i 50 ml løsning. Kobolt: 4, mol (50/25) 9, mol ikkel: 8, mol (50/25) 1, mol Kobolt i 0,425 g prøve. tommassen til kobolt: 58,93 g/mol 9, mol 58,93 g/mol 5, g Innholdet av kobolt gitt som mg kobolt per kg prøve: 5, g/0,425 g 10 6 ppm 132 ppm ikkel i 0,425 g prøve. tommassen til nikkel: 58,693 g/mol 1, mol 58,693 g/mol 1, g Innholdet av nikkel gitt som mg nikkel per kg prøve: 1, g/0,425 g 10 6 ppm 248 ppm 1

2 Hvordan kan problemet løses når spektrene overlapper me? m εbc + εbc m : ε : ε : C : C : absorbans målt i ukjent blandingen; varierer med λ molar absorptivitet for X; varierer med λ molar absorptivitet for Y; varierer med λ konsentrasjon av X i blandingen konsentrasjon av Y i blandingen ε b C ε b C : absorbans målt i standard X; varierer med λ : absorbans målt i standard Y; varierer med λ C : konsentrasjon av standard X d. v. s. en løsning med X som ikke inneholder Y. C: konsentrasjon av standard Y d. v. s. en løsning med Y som ikke inneholder X. m b C b C + b C b C m C + C + m + m plottes som funksjon av er linjas skjæring med -aksen er linjas stigningskoeffisient. år C og C er kjent kan C og C beregnes 2

3 Oppgave Tabellen viser absorbans målt i en løsning der [MnO 4 - ] 1, M, en løsning der [Cr 2 O 7 2- ] 1, M og en blanding med ukjent konsentrasjon av de to ionene. Bruk minste kvadrater vist i figur 19-3 til å beregne konsentrasjonen av de to ionene i blandingen. bølgelengde m nm MnO 4 Cr 2 O 7 blanding 266 0,042 0,41 0, ,082 0,283 0, ,168 0,158 0, ,125 0,318 0, ,056 0,181 0,366 Løsning på oppgaven. bølgelengde m nm MnO 4 Cr 2 O 7 blanding m / / 266 0,042 0,41 0,766 1, , ,082 0,283 0,571 2, , ,168 0,158 0,422 2, , ,125 0,318 0,672 2, , ,056 0,181 0,366 2, , m b 0, , , , usikkerhet i koeff 0, , usikkerhet i Graf av m / mot / med data fra tabell i oppg ,6 0, ,7753 m / Xs 2,4 2,2 2 1,8 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Ys / Xs C 1, M C [MnO 4 - ] 0,841 1, M 8, M C 1, M C [Cr 2 O 7 2- ] 1,78 1, M 1, M 3

4 Isosbestiske punkt. Dersom to forbindelser ved like konsentrasjoner har absorpsjonsbånd som overlapper vil det være en bølgelengde der deres molare absorptivitet er like store. Dersom summen av konsentrasjonen av de to holdes konstant vil det ikke være noen forandring i absorbansen ved denne bølgelengden selv om forholdet mellom de to species varierer. nta f. eks. reaksjonen + B B der kun og B absorberer. Summen av [] og [B] vil være konstant så lenge den initiale konsentrasjon av holdes konstant mens B varierer. bsorbansen er gitt ved ε [] + ε B [B] vil være konstant når ε ε B, og summen [] + [B] er konstant. OOC OOC H Strukturformel for anionet til metlrød (gul) og metlrød (rød) bsorpsjonsspekter av løsninger av metlrød ved forskjellige ph verdier. 4

5 Bestemmelse av en likevektskonstant. SCTCHRD PLOTT P + X PX Før likevekt P 0 0 Ved likevekt P 0 - [PX] [PX] [ PX ] K [ P][ X ] [ PX ] K [ P] K ( P 0 [ PX ]) [ X ] X absorberer ikke, P absorberer PX absorberer bsorbans før tilsetning av X 0 ε P P 0 bsorbans etter tilsetning av X ε PX [PX] + ε P [P] ε PX [PX] + ε P P 0 - ε P [PX] [PX](ε PX - ε P ) + o [ PX ] ε PX 0 ε P ε ε K ( P [ X ] 0 ) ε ε K P0 K [ X ] [X ] plottet mot gir en rett linje med stigningskoeffisient K. år K er liten trengs stor konsentrasjon av X før det dannes PX, og når X 0 >> P 0 kan vi sette X X 0 år K ikke er liten må X bestemmes på en annen måte. 5

6 Spektroskopiske studier av kompleksioner. år et metall M reagerer med en ligand L kan reaksjonen skrives: M + L! M L Vi skal se på tre metoder for å bestemme og. Vi har : C M [M] + [M L ] C L [L] + [M L ] Der C M er den totale konsentrasjonen av metall i løsningen C L er den totale konsentrasjonen av ligand i løsningen [M] konsentrasjon av fritt metall [L] konstrasjon av fri ligand [M L ] konsentrasjon av kompleks ntar at kun metall ligand komplekset absorberer. Vi måler absorbans i løsninger med forskjellige mengde ligand men alle med stort overskudd av metall. Da gjelder. C L [M L ] C L / [M L ] εb[m L ] ε b C L / år plottes som funksjon av C L får en linje med stigningskoffesient εb/ Vi måler absorbans i løsninger med forskjellige mengde metall men alle med stort overskudd av ligand Da gjelder. C M [M L ] C M / [M L ] εb[m L ] ε b C M / år plottes som funksjon av C M får en linje med stigningskoffesient εb/ Fra forholdet mellom stigningskoeffisientene får forholdet mellom og εb εb 6

7 Molforholdsmetoden. Måler absorbans i løsninger der C M er konstant, mens C L varierer og se hvordan absorbansen varierer f. eks Dersom C M er 0,01 M i figurene ovenfor og kurvene knekker ved h.h.v C L 0,01 M og C L 0,02 M vil kompleksets sammensetning i de to tilfellene være h.h.v ML og ML 2 Metoden med kontinuering variable. P a X b Måler absorbans i løsninger der summen C P + C X er konstant. Maksimal absorbans fås ved den sammensetning som korresponderer støkiometrien i komplekset. Molfraksjon X i P a X b b/(b + a) X 0,667 fås når b 2 og a 1; b/(b + a) 0,667 X 0,25 fås når b 3 og a 1; b/(b + a) 0,25 X 0,5 fås når b 1 og a 1; b/(b + a) 0,5 7

8 FI utomatiserte målinger Prøven injiseres i en væskestrøm. Forskjellige reagens tilsettes væskestrømmen. Etter et passende tidspunkt vil prøven nå detektoren som vanligvis er en spektrofotometrisk celle. Immunoassa Graviditetstester er baser på immunoassa. Scientific merican har en lettlest forklaring. Man må være logget inn på en av skolens PCer for å lese Scientific merican. Gå inn på Søk på: pregnanc test 8