Казанский Приволжский Федеральный университет Институт геологии и нефтегазовых

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

Цель работы Изучение зависимости оптической плотности растворов бихромата калия от толщины поглощающего слоя и концентрации вещества в растворе. Измерения проводились на фотоколориметре КФК 2 со светофильтром 364 нм.

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.

Материалы и оборудование Наименование Количество Раствор K 2 Cr 2 O 7 23 мл Азотная кислота 90 мл Мерные колбы емкостью 50 мл 8 шт Пипетка на 5 мл 1 шт Фотометр КФК-2 1 шт

Ход работы Сначала мы проверили закон Бугера. Ламберта. 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.

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

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 1. 0 2. 0 3. 0 c, мг/л 4. 0 5. 0 6. 0

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 1. 0 2. 0 3. 0 c, мг/л 4. 0 5. 0 6. 0

Переменные Контролируемые переменные • l, см – длина кюветы Постоянные величины на протяжении всех экспериментов • λ, нм – длина волны (364) • c, мг/л – концентрация раствора K 2 Cr 2 O 7 (0, 005) Независимая переменная • D – оптическая плотность (оптимальный диапазон 0, 2

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

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 K 2 Cr 2 O 7. Добавили по 10 мл азотной кислоты и водой довели до метки.

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.

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, 34 0, 38 T, % 98 78, 5 66 52 45, 5 46, 5 42

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

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

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

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.

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

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.

Спасибо за внимание!