Das Lambert-Beer-Gesetz TESS

Das Lambert-Beer-Gesetz
TESS
Lernziele
Absorption, Transmission, Lambert-Beer-Gesetz, Absorptionskoeffizient, Konzentrationsbestimmung,
Quantitative Analyse, Absorbanz
Prinzip
Dieser Versuch dient der Einführung des Lambert-Beer-Gesetzes. Der Versuch zeigt die Zusammenhänge zwischen Absorption und Konzentration.
Quantitative Analysen mittels Photometrie können nach dem gleichen Prinzip auch für andere farbige
Lösungen durchgeführt werden. Viele farblose Verbindungen wie Phosphat oder Eisen-Ionen lassen sich
nach chemischer Umsetzung in farbige Komplexverbindungen ebenfalls photometrisch bestimmen.
Material
1
1
1
1
1
1
2
1
Cobra4 Sensor-Unit Colorimetrie
12634-00
Cobra4 Mobile Link
12620-10
Pulverspatel, Stahl, l = 150 mm
47560-00
Messpipette 5 ml, Teilung 0,05 ml
36598-00
Pipettierball, Standardmodell (bis 10 ml), 3 Ventile
47127-01
Küvettenständer, PE, 16plätzig
35661-10
Messkolben 25 ml, NS 10
36546-00
Makro-Küvette, PS, 4 ml, 100 Stück
35663-10
Präzisionswaage, OHAUS AdventurerPro AV 212, 210 g
1
49273-93
/ 0,01 g
Chemikalien und Verbrauchsmaterial
1 Kupfersulfat
1 Wasser, destilliert 5 l
30126-25
31246-81
Zusätzliches Material
1 PC mit SD/USB-Anschluss, Windows XP oder höher
Abb. 1: Colorimeter mit Küvettenständer, Küvetten mit Kupfersulfatlösungen.
www.phywe.com
P7110160
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved
1
TESS
Das Lambert-Beer-Gesetz
Versuchsvorbereitung
Für den Versuch sind zwei Kupfersulfatlösungen vorzubereiten:
Eine Stammlösung (0,5 g Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat werden in 25 ml destilliertem Wasser gelöst).
Eine Kupfersulfatlösung, deren Konzentration im zweiten Aufgabenteil bestimmt werden soll. Die
Konzentration sollte zwischen der niedrigsten und der höchsten der in Aufgabenteil 1 bestimmten
Konzentration liegen (0,1 g bis 0,45 g Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat werden in 25 ml destilliertem
Wasser gelöst).
Aufgaben
1. Bestimme die Absorbanz von 8 Kupfersulfatlösungen unterschiedlicher Konzentration.
2. Bestimme die Absorbanz einer Kupfersulfatlösung unbekannter Konzentration und ermittle deren
Konzentration durch Vergleich mit den zuvor aufgenommenen Daten.
Anwendung
I 
1
A = lg  0  = lg   = ε ⋅ c ⋅ d
T 
 I 
A:
I0:
I:
T:
ε:
c:
d:
Absorbanz (veraltet Extinktion)
Intensität des eingestrahlten Lichts [W m-2]
Intensität des abgeschwächten Lichts [W m-2]
Transmission (Transmissionsgrad)
molarer Absorptionskoeffizient [l mol-1 cm-1]
Konzentration der Lösung [mol l-1]
Weglänge des Lichtstrahls durch die Probe [cm]
Küvette-Nr.
1
2
3
4
5
6
7
8
Volumen
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
CuSO 4 -Lsg. in ml
Volumen H 2 O in ml 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0
Durchführung des Versuchs
Zuerst wird in die Küvetten 1 bis 8 entsprechend Tabelle 1 Kupfersulfatlösung (Stammlösung) und destilliertes Wasser pipettiert. In Küvette 9 werden 3,5 ml der Kupfersulfatlösung unbekannter Konzentration
gegeben. Anschließend werden die Küvetten mit dem Deckel verschlossen.
Daraufhin kann die Absorbanz der Proben bestimmt werden:
2
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved
P7110160
TESS
Das Lambert-Beer-Gesetz
Abb. 2: Auftragung der Ergebnisse nach Lambert-Beer und Erstellung einer Eichgerade.
1.
Die Absorbanz der Küvetten 1-8 wird gemessen. Die Messung sollte erst erfolgen, wenn der angezeigte Messwert stabil ist (ca. 10 Sekunden). Achtung, Kappe immer schließen! Kein Wasser eindringen, keine verschmutzen Küvetten,richtig einsetzten.
2.
Bestimmung der Absorbanz der Küvette 9. Hinweise von oben beachten.
Tipp: Die Messung der Absorbanzen kann als Einzelwertmessung oder als Messreihe durchgeführt
werden.
Auswertung in Measure und Interpretation
1.
Die aufgenommenen Daten werden in Measure zusammengefasst und in Abhängigkeit der Konzentration dargestellt (Abb. 2). Hierbei wird deutlich, dass ein proportionaler Zusammenhag zwischen der Konzentration und der Absorbanz besteht.
Abb. 3: Konzentrationsbestimmung.
www.phywe.com
P7110160
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved
3
TESS
Das Lambert-Beer-Gesetz
Fragen zum Forschen
Welche Faktoren beeinflussen die Lichtabsorption einer farbigen Lösung?
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Farbe einer Lösung und der von ihr absorbierten Lichtstrahlung?
Recherchiere die Absorptionskoeffizienten einiger Verbindungen, vergleiche sie und begründe, warum
es keine umfassenden Tabellenwerke gibt.
Bei der Untersuchung der photometrischen Eigenschaften von farbigen Lösungen muss man auf die
Wahl der Küvette und des Lösungsmittels Acht geben. Warum?
Wie sieht das UV-vis-Spektrum von Kupfersulfat in Wasser im Bereich von 300nm bis 800nm aus? Was
folgt hieraus für die Auswahl des Messkanals?
4
PHYWE Systeme GmbH & Co. KG © All rights reserved
P7110160

Download Report