Проверка подчинения растворов закону Бугера-Ламберта-Бера

1. Проверка подчинения растворов закону Бугера-ламберта-бера

Казанский (Приволжский) Федеральный университет
Институт геологии и нефтегазовых технологий
Кафедра общей геологии и гидрогеологии
Лабораторная работа №2
ПРОВЕРКА ПОДЧИНЕНИЯ
РАСТВОРОВ ЗАКОНУ БУГЕРАЛАМБЕРТА-БЕРА
Выполнили: Волкова Дарья, Зотина Ксения, Сайфуллина Майя группа 03-304
Проверил: Галеев А. А.

2. Цель работы

Изучение зависимости оптической
плотности растворов бихромата
калия от толщины поглощающего
слоя и концентрации вещества в
растворе.
Измерения проводились
на фотоколориметре КФК2 со светофильтром 364
нм.

3.

Основной целью нашей работы является проверка закона
Бугера-Ламберта-Бера, который выражается уравнением:
D=E*l*c,
где Е – молярный коэффициент поглощения,
l – толщина светопоглащающего слоя,
с – концетрация раствора
Смысл закона заключается в описании уменьшения
интенсивности светового потока, прошедшего через раствор.

4. Материалы и оборудование

Наименование
Количество
Раствор K2Cr2O7
23 мл
Азотная кислота
90 мл
Мерные колбы емкостью 50
мл
8 шт
Пипетка на 5 мл
1 шт
Фотометр КФК-2
1 шт

5. Ход работы

Сначала мы проверили закон БугераЛамберта. Для этого нами была
измерена оптическая плотность
раствора поочередно в кюветах
различной толщины.
По полученным данным мы
построили график зависимости
оптической плотности от толщины
поглощающего слоя.

6. Результаты измерений

l, см
1
2
3
5
D
0,21
0,49
0,6
1
T, %
62
32,5
25
10

7.

Графики зависимости D от концентрации раствора
1,2
1,0
D
0,8
0,6
0,4
Измеренные значения
0,2
Аппроксимирующая функция
0,0
0,0
1,0
2,0
3,0
c, мг/л
4,0
5,0
6,0

8.

График зависимости Т от концентрации раствора
70,0
60,0
Измеренные значения
50,0
Аппроксимирующая функция
T, %
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
0,0
1,0
2,0
3,0
c, мг/л
4,0
5,0
6,0

9. Переменные

Контролируемые
переменные
• l, см – длина кюветы
Постоянные величины
на протяжении всех
экспериментов
• λ, нм – длина волны
(364)
• c, мг/л –
концентрация
раствора K2Cr2O7
(0,005)
Независимая
переменная
• D – оптическая
плотность
(оптимальный
диапазон 0,2<D<0,8);
• T, % – коэффициент
пропускания
(оптимальный
диапазон
65%<T<15%)

10. Вывод

После проведения первой серии испытаний и построения
графиков мы убедились в справедливости закона БугераЛамберта и доказали прямую зависимость оптической
плотности раствора от толщины светопоглощающего слоя.

11.

В ряд мерных колб емкостью 50
мл мы налили 0,5; 1,0; 1,5; 2,0;
2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мл раствора
K2Cr2O7.
Добавили по 10 мл азотной
кислоты и водой довели до
метки.

12.

Измерили оптическую плотность полученных
растворов в кювете толщиной 3 см. По результатам
измерений построили график зависимости
оптической плотности от концентрации
приготовленного раствора и от концентрации Cr.
Таким образом мы проверили закон Бера.

13. Результаты измерений

c, мг/л
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
D
0,01
0,105
0,17
0,18
0,285
0,345
0,34
0,38
T, %
98
78,5
68,5
66
52
45,5
46,5
42

14.

Графики зависимости D от толщины кюветы
0,4
0,4
0,3
D
0,3
0,2
0,2
Измеренные значения
0,1
Аппроксимирующая функция
0,1
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
l, см
2,5
3,0
3,5
4,0

15.

График зависимости T от толщины кюветы
120,0
100,0
Измеренные значения
T, %
80,0
Аппроксимирующая функция
60,0
40,0
20,0
0,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
l, см
2,5
3,0
3,5
4,0

16. Переменные

Контролируемые
переменные
• с, мг/л – концентрация
раствора
Постоянные величины
на протяжении всех
экспериментов
• l, см - Длина кюветы
(3 см)
• λ, нм – длина волны
(364)
Независимая
переменная
• D – оптическая
плотность
(оптимальный
диапазон 0,2<D<0,8);
• T, % – коэффициент
пропускания
(оптимальный
диапазон
65%<T<15%)

17. Вывод

После проведения второй серии испытаний и
построения графиков мы убедились в справедливости
закона Бера и доказали прямую зависимость
оптической плотности раствора от его концентрации.

18. Метод наименьших квадратов

Для построения графиков мы использовали метод наименьших квадратов,
минимизирующий сумму квадратов отклонений экспериментальных и
вычисленных значений.
Так как из основного закона
светопоглощения
следует
прямая пропорциональность
между
оптической
плотностью и концентрацией
светопоглощающего
вещества:
D=E*l*c=k*c
где
коэффициент
k=E*l
остается постоянным, то за
аппроксимирующую
функцию была выбрана
функция вида y=k*x

19. Общие выводы

По построенным нами графикам, можно
убедиться, что оптическая плотность прямо
пропорциональна как толщине
светопоглощающего слоя, так и концентрации
исследуемого раствора, что полностью
подтверждает закон Бугера-Ламберта-Бера.

20.

Спасибо за внимание!