Hallo iedereen!
Aangezien ik volgende week een tentamen heb over verschillende soorten analysemethoden (colorimetrie, spectrometrie, massaspectrometrie) en ik er geen bal van snap (met name spectrometrie en colorimetrie), besloot ik maar eens te hier hulp te vragen.
Is er iemand die mij kort en bondig kan uitleggen hoe spectrometrie precies in zijn werk gaat? Ik begrijp het hele principe van absorptie-spectra etc. niet.
Ook snap ik bij colorimetrie niet hoe een willekeurige berekening in zijn werk gaat. Bijv -->
Het gehalte aan koolstofmono-oxide in sigarettenrook kan bepaald worden door koolstofmono-oxide met dijoodpentaoxide eerst kwantitatief te laten reageren tot kooldioxide en jood. Het gevormde jood bepaalt men volumetrisch (titratie) of colorimetrisch. Nu gaat het mij om het colorimetrische gedeelte.
Colorimetrisch
Bij een bepaling wordt 500 mL sigarettenrook (p= 102,4 kPa, T=303 K) door een wasfles geleid met 100 mL oplossing van dijoodpentaoxide in methanol. De oplossing is in het begin kleurloos, maar als alle koolstofmono-oxide gereageerd heeft, wordt de oplossing bruinachtig door het gevormde jood. Bij meting met behulp van een colorimeter in een 1,00 cm brede cuvet meet men een extinctie van 0,69. Met behulp van deze colorimeter heeft men onder dezelfde omstandigheden ook de extinctie gemeten van enkele standaard-oplossingen. Standaard-oplissing I bevat 1,00e-3 mol I2 L-1. Standaardoplossingen II, III, en IV worden als volgt gemaakt. Achtereenvolgens wordt 50,0, 25,0 en 15,0 mL standaardoplossing I gepipetteerd in 100 mL maatkolven, en aangevuld tot de maatstreep met methanol. De meetresultaten aan deze standaardoplossingen staan in de tabel hiernaast. -->
Standaardoplossing, Extinctie
I --> 0,89
II --> 0,44
III --> 0,23
IV -->0,13
Door deze meetresultaten uit te zetten in een grafiek, verkrijg je een ijklijn. Met deze ijklijn kan de molaire extinctiecoëfficiënt van jood in methanol worden bepaald.
Vraag: Zet, voor het maken van de ijklijn, de extinctie uit tegen de concentratie in 10e-4 M. Bepaal uit de grafiek de molaire extinctiecoëfficient. Vermeld ook de eenheid. Gebruik eventueel BINAS tabel 36E.
Nu begrijp ik dat ik de extinctiecoëfficient uit de formule E=ε . [concentratie] . l (lengte cuvet) kan halen.
Maar hoe moet ik dit verder oplossen?
Vraag 2: Bereken het gehalte aan koolstofmono-oxide in sigarettenrook (volgens deze colorimetrische bepaling) in volume %.
Zou iemand voor mij de tijd kunnen nemen om mij dit uit te leggen?
Ben diegene alvast heel dankbaar!
Groetjes,
Roderick
Laatste berichten
-
23:12
speciale rel. theorie 10
-
22:57
Straatklok loopt 5 minuten voor 11
-
22:57
wig 6
-
22:36
Gravity and gravitation 4
-
22:24
[scheikunde] vraag Chemie - wat is de oplossing? 10
-
19:47
Bruine vlekken op treinaanwijzerbord 10
-
19:44
Vogels in de stad zijn goede klussers 2
-
19:12
Rood laserlicht 3
-
17:30
Herleiden afmetingen vanaf een foto 21
-
16:34
[wiskunde] Prijs Product per KG; Alternatief Inzicht 3
-
13:57
do-re-mi-fa-so vliegtuigen 9
-
13:16
geen minkowski-ruimte toch? Doe ik dit nou fout? 17
-
13:12
[natuurkunde] kroon van koning op Syracuse 10
-
10:15
2013 – Augustus Vraag 3 3
-
24 apr
Vraag 2009 Juli Vraag 5 5
-
24 apr
positie 2
-
24 apr
Schroefdraad berekening 8
-
24 apr
[scheikunde] Kan chloorgas de geleiding van elektriciteit belemmeren? 9
-
23 apr
Weerfrustratie 9
-
23 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 3
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Spectrometrie
Moderator: ArcherBarry
-
- Berichten: 320
Re: Spectrometrie
Het visueel licht spectrum (voor colorimetrie) bestaat zoals je weet uit een spectrum van kleuren, ieder kleur heeft een andere golflengte en daarmee een andere energie.
met
en
Uit de formule kan je zien dat hoe hoger de golflengte of hoe lager de frequentie hoe hoger de energie van die lichtstraal.
Dit gezegdzijnde over het licht. Nu over naar de materie die dit licht zal absorberen.
Een elektron in een atoom kan dit licht absorberen, maar enkel als het energieverschil naar het volgende hoger gelegen niveau EXACT gelijk is aan de energie van de lichtstraal. Dit wil zeggen dat een atoom of molecule met een elektron(en) dat(die) enkel licht van 500 nanometer kan(kunnen) absorberen geen licht zal van 550 nanometer absorberen.
Voor een bepaalde oplossing van moleculen kan je en grafiek opstellen waarvoor de absorbantie bij een bepaalde golflengte uitgezet wordt in functie van de golflengte: absorptiespectra.
Zoals je hierboven ziet absorbeert het molecule chlorofyl a (kleurstof van groene bladeren) enkel licht met een golflengte rond 450 nanometer (blauw) en rond de 650 nanometer (rood). Daarom is dit blad ook groen omdat het blauw en rood absorbeert en groen doorlaat of reflecteert.
Hoe meer moleculen chlorofyl aanwezig in de oplossing hoe hoger de piek bij die golflengten (maar wel altijd bij die golflengtes). Dus de hoogte van die piek, de absorbantie bij die golflengte, is een relatieve maat voor de hoeveelheid chlorofyl. Hoe hoger de piek, hoe meer chlorofyl. De lijnen naast de pieken zullen echter niet verhogen, dus het heeft geen nut om bij die golflengte te gaan meten. Het gaat hem om de duidelijke pieken.
Hetzelfde geldt voor die joodoplossing. De joodverbinding gevormd bij de reactie met CO zal licht absorberen bij een bepaalde golflengte, welke waarschijnlijk in je nota's staan, en bij welke je gemeten hebt met de spectrofotometer. Het zou echter nutteloos zijn te meten bij golflengten die zoeizo niet geabsorbeerd zouden worden, ongeacht de hoeveelheid verbinding. De hoeveelheid absorbantie is recht evenredig met de hoeveelheid reactieproduct en zo evenredig met de hoeveelheid CO in sigarettenrook. Het verband is echter niet zomaar absoluut af te leiden en daarom heb je een ijklijn nodig. (later)
Ben je mee to zover? En heb je al de concentraties van de standaardoplossing kunnen berekenen? Of al de grafiek kunnen maken?
\(E = h * f = h / \lambda\)
met
\(f\)
: frequentie en
\(\lambda\)
de golflengte.Uit de formule kan je zien dat hoe hoger de golflengte of hoe lager de frequentie hoe hoger de energie van die lichtstraal.
Dit gezegdzijnde over het licht. Nu over naar de materie die dit licht zal absorberen.
Een elektron in een atoom kan dit licht absorberen, maar enkel als het energieverschil naar het volgende hoger gelegen niveau EXACT gelijk is aan de energie van de lichtstraal. Dit wil zeggen dat een atoom of molecule met een elektron(en) dat(die) enkel licht van 500 nanometer kan(kunnen) absorberen geen licht zal van 550 nanometer absorberen.
Voor een bepaalde oplossing van moleculen kan je en grafiek opstellen waarvoor de absorbantie bij een bepaalde golflengte uitgezet wordt in functie van de golflengte: absorptiespectra.
Zoals je hierboven ziet absorbeert het molecule chlorofyl a (kleurstof van groene bladeren) enkel licht met een golflengte rond 450 nanometer (blauw) en rond de 650 nanometer (rood). Daarom is dit blad ook groen omdat het blauw en rood absorbeert en groen doorlaat of reflecteert.
Hoe meer moleculen chlorofyl aanwezig in de oplossing hoe hoger de piek bij die golflengten (maar wel altijd bij die golflengtes). Dus de hoogte van die piek, de absorbantie bij die golflengte, is een relatieve maat voor de hoeveelheid chlorofyl. Hoe hoger de piek, hoe meer chlorofyl. De lijnen naast de pieken zullen echter niet verhogen, dus het heeft geen nut om bij die golflengte te gaan meten. Het gaat hem om de duidelijke pieken.
Hetzelfde geldt voor die joodoplossing. De joodverbinding gevormd bij de reactie met CO zal licht absorberen bij een bepaalde golflengte, welke waarschijnlijk in je nota's staan, en bij welke je gemeten hebt met de spectrofotometer. Het zou echter nutteloos zijn te meten bij golflengten die zoeizo niet geabsorbeerd zouden worden, ongeacht de hoeveelheid verbinding. De hoeveelheid absorbantie is recht evenredig met de hoeveelheid reactieproduct en zo evenredig met de hoeveelheid CO in sigarettenrook. Het verband is echter niet zomaar absoluut af te leiden en daarom heb je een ijklijn nodig. (later)
Ben je mee to zover? En heb je al de concentraties van de standaardoplossing kunnen berekenen? Of al de grafiek kunnen maken?
-
- Berichten: 5
Re: Spectrometrie
Ik ben tot zover mee. De concentraties van de standaardoplossingen zit ik een beetje mee te klieren, hier kom ik ook niet goed uit. Dat verdunnen etc. zit nog niet goed in mijn systeem 
Ik begrijp dat standaardoplossing I een molariteit heeft van 1,00e-3 (Jood). Voor standaardoplossing II, III en IV worden achtereenvolgens 50, 25 en 15 mL gepipetteerd in 100 mL maatkolven en dit wordt aangevuld tot de maatstreep.
Standaardoplossing II: 1,00e-3*50e-3 = 5e-5 mol Jood. Het totale volume wordt 100 mL, dus er bevindt zich 5e-5 mol in 100 mL. Dat betekend 5,0e-4 M.
Ah Eureka! Dat begrijp ik gelukkig...
Nu kan ik op deze manier, als ik van alle standaardoplossingen de molariteit bereken, de ijkgrafiek maken. D.m.v. de gegeven extinctie uit te zetten tegen de molariteit van Jood in de verschillende standaardoplossingen?
Als ik dat heb kan ik met de gemeten extinctie (0,69) de molariteit van de oplossing uit de grafiek aflezen en vervolgens d.m.v. E=epsilon*concentratie*lengte cuvet de extinctiecoëfficient uitrekenen.
Oke helemaal top! Zo zie je maar, ik heb altijd even net zon duwtje nodig en dan begrijp ik het
Heel erg bedankt!
Ik begrijp dat standaardoplossing I een molariteit heeft van 1,00e-3 (Jood). Voor standaardoplossing II, III en IV worden achtereenvolgens 50, 25 en 15 mL gepipetteerd in 100 mL maatkolven en dit wordt aangevuld tot de maatstreep.
Standaardoplossing II: 1,00e-3*50e-3 = 5e-5 mol Jood. Het totale volume wordt 100 mL, dus er bevindt zich 5e-5 mol in 100 mL. Dat betekend 5,0e-4 M.
Ah Eureka! Dat begrijp ik gelukkig...
Nu kan ik op deze manier, als ik van alle standaardoplossingen de molariteit bereken, de ijkgrafiek maken. D.m.v. de gegeven extinctie uit te zetten tegen de molariteit van Jood in de verschillende standaardoplossingen?
Als ik dat heb kan ik met de gemeten extinctie (0,69) de molariteit van de oplossing uit de grafiek aflezen en vervolgens d.m.v. E=epsilon*concentratie*lengte cuvet de extinctiecoëfficient uitrekenen.
Oke helemaal top! Zo zie je maar, ik heb altijd even net zon duwtje nodig en dan begrijp ik het
Heel erg bedankt!
-
- Berichten: 320
Re: Spectrometrie
Das perfect gedacht en gerekendGlidingSpitfire schreef:Ik begrijp dat standaardoplossing I een molariteit heeft van 1,00e-3 (Jood). Voor standaardoplossing II, III en IV worden achtereenvolgens 50, 25 en 15 mL gepipetteerd in 100 mL maatkolven en dit wordt aangevuld tot de maatstreep.
Standaardoplossing II: 1,00e-3*50e-3 = 5e-5 mol Jood. Het totale volume wordt 100 mL, dus er bevindt zich 5e-5 mol in 100 mL. Dat betekend 5,0e-4 M.
Ah Eureka! Dat begrijp ik gelukkig...
met "gegeven extinctie" bedoel je waarschijnlijk de "gemeten extinctie".Nu kan ik op deze manier, als ik van alle standaardoplossingen de molariteit bereken, de ijkgrafiek maken. D.m.v. de gegeven extinctie uit te zetten tegen de molariteit van Jood in de verschillende standaardoplossingen?
Met die staandaardoplossing kan je ook al de extinctie coëfficiënt
\( \epsilon\)
uitrekenen. Die zou voor elke standaardoplossing ongeveer gelijk moeten zijn. Misschien gebruik je dan best het gemiddelde van de vier. Dit zou beter zijn, zodat je een nauwkeurigere concentratie kan berekenen met E=epsilon*concentratie*lengte cuvet , i.p.v. ze gewoon af te lezen van de grafiek (tenzij je de vergelijking van de lineaire grafiek kunt berekenen, als je dat kan (excel kan dat gemakkelijk) en dan invullen).-
- Berichten: 5
Re: Spectrometrie
met "gegeven extinctie" bedoel je waarschijnlijk de "gemeten extinctie".Sjitty schreef:Das perfect gedacht en gerekend
met "gegeven extinctie" bedoel je waarschijnlijk de "gemeten extinctie".
Met die staandaardoplossing kan je ook al de extinctie coëfficiënt\( \epsilon\)uitrekenen. Die zou voor elke standaardoplossing ongeveer gelijk moeten zijn. Misschien gebruik je dan best het gemiddelde van de vier. Dit zou beter zijn, zodat je een nauwkeurigere concentratie kan berekenen met E=epsilon*concentratie*lengte cuvet , i.p.v. ze gewoon af te lezen van de grafiek (tenzij je de vergelijking van de lineaire grafiek kunt berekenen, als je dat kan (excel kan dat gemakkelijk) en dan invullen).
Ja, maar ik bedoel die extinctie waarden die in de gegeven tabel stonden
-
- Berichten: 320
Re: Spectrometrie
ahzo, ik dacht dat je het experiment zelf gedaan hadGlidingSpitfire schreef:met "gegeven extinctie" bedoel je waarschijnlijk de "gemeten extinctie".
Ja, maar ik bedoel die extinctie waarden die in de gegeven tabel stonden
oplossing gevonden?-
- Berichten: 5
Re: Spectrometrie
ja ik heb de oplossing! thanks!ahzo, ik dacht dat je het experiment zelf gedaan had
alleen nu heb ik de volgende vraag, kun je mij misschien ook kort uitleggen hoe massaspectrometrie precies in zijn werk gaat? (Ik heb het niet over de werking van de massaspectrometer, maar over een massaspectrum-grafiek)
wederom alvast bedankt!
-
- Berichten: 320
Re: Spectrometrie
De interpretatie van massaspectrometer-grafiek hangt grotendeels af van welke ionisatie methode je gebruikt. Is het een ESI of MALDI?
Algemeen kan je wel stellen dat op de x-as de massa/lading waarde staat. De y-as de intensiteit. een piek bij bijveerbeeld 1500 wil zeggen dat het molecule een m/z waarde van 1500. Dit wil nog niet zeggen dat het een massa van 1500 heeft, enkel als het molecule 1 lading draagt (1500/1 = 1500 Dalton).
MALDI spectrum
Bij MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation) ionisatie hebben de moleculen vrijwel altijd slechts 1 positieve lading (elke lading komt overeen met 1 extra proton = 1 Dalton),tenzij het over heel grote moleculen gaat, deze kunnen soms meervoudig geladen zijn. MALDI spectra zijn daarom veel makkelijker te interpreteren. De waarden op de x-as komen dan overeen met de massa in Dalton
hieronder een voorbeeld van een MALDI spectrum:
De oplossing bevat dus 2 moleculen, eentje met een massa van 1550 Dalton en eentje met een massa 2001.2 Dalton. Alle andere lijnen zijn ruis.
ESI spectrum
Bij ESI (Elektro Spray Ionisatie) hebben de moleculen meestal meervoudige ladingen, verdeeld volgens een Gaussiaanse curve (normaalverdeling). Je zal op je spectrum dus een reeks pieken naast elkaar zien voor hetzelfde molecule, met de hoogste intensiteit voor het molecule met het gemiddeld aantal ladingen.
Op deze figuur zie je het spectrum voor één type molecule. De waarden ter hoogte van de pieken stellen hier niet rechtstreeks de massa voor maar de m/z-waarde aangezien de moleculen meerdere ladingen dragen. Om de massa van het molecule te weten moet je dus eerst het aantal ladingen berekenen voor één van de pieken.
DIt kan met volgende formule:
Berekent voor de piek van 993.0343:
De molceule ter hoogte van de 993.0343 piek draagt dus 16 positieve ladingen en heeft dus een massa van
Algemeen kan je wel stellen dat op de x-as de massa/lading waarde staat. De y-as de intensiteit. een piek bij bijveerbeeld 1500 wil zeggen dat het molecule een m/z waarde van 1500. Dit wil nog niet zeggen dat het een massa van 1500 heeft, enkel als het molecule 1 lading draagt (1500/1 = 1500 Dalton).
MALDI spectrum
Bij MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation) ionisatie hebben de moleculen vrijwel altijd slechts 1 positieve lading (elke lading komt overeen met 1 extra proton = 1 Dalton),tenzij het over heel grote moleculen gaat, deze kunnen soms meervoudig geladen zijn. MALDI spectra zijn daarom veel makkelijker te interpreteren. De waarden op de x-as komen dan overeen met de massa in Dalton
hieronder een voorbeeld van een MALDI spectrum:
De oplossing bevat dus 2 moleculen, eentje met een massa van 1550 Dalton en eentje met een massa 2001.2 Dalton. Alle andere lijnen zijn ruis.
ESI spectrum
Bij ESI (Elektro Spray Ionisatie) hebben de moleculen meestal meervoudige ladingen, verdeeld volgens een Gaussiaanse curve (normaalverdeling). Je zal op je spectrum dus een reeks pieken naast elkaar zien voor hetzelfde molecule, met de hoogste intensiteit voor het molecule met het gemiddeld aantal ladingen.
Op deze figuur zie je het spectrum voor één type molecule. De waarden ter hoogte van de pieken stellen hier niet rechtstreeks de massa voor maar de m/z-waarde aangezien de moleculen meerdere ladingen dragen. Om de massa van het molecule te weten moet je dus eerst het aantal ladingen berekenen voor één van de pieken.
DIt kan met volgende formule:
\(z_{p_{n}} =\frac{p_{n+1} -1}{p_{n+1}-p_{n}}\)
waarvoor geld:\(z_{p_{n}}\)
is het aantal ladingen van het molecule ter hoogte van een piek\(p_{n}\)
is de m/z-waarde ter hoogte van die piek\(p_{n+1}\)
is de m/z waarde ter hoogte van de eerstvolgende piekBerekent voor de piek van 993.0343:
\(z =\frac{1059.1805 - 1}{1059.1805-993.0343} = 16\)
(zoals op de figuur bijgenoteerd)De molceule ter hoogte van de 993.0343 piek draagt dus 16 positieve ladingen en heeft dus een massa van
\(993.0343 * 16 = 15888.54 Dalton\)
-
- Berichten: 5
Re: Spectrometrie
ik had vandaag de toets en het is gelukkig vrij goed gegaan.. we gingen niet zo diep in op de stof die jij hierboven beschrijft:P toch bedankt voor je hulp!
-
- Berichten: 320
Re: Spectrometrie
die van MALDI moet je toch gezien hebben? wat heb je anders gezien van massaspectrometrie?
-
- Berichten: 10.564
Re: Spectrometrie
MALDI en ESI zijn geavanceerde MS (of liever: ionisatie)-technieken die voornamelijk bedoeld zijn voor het karakteriseren van grotere moleculen zoals polymeren en eiwitten.
Voor chemische analyses wordt een MS vaak als detector gebruikt, bijvoorbeeld in combinatie met gaschromatografie. De ionisatie is gebeurt dan elektrisch of chemisch, wat resulteert in fragmentatie van de moleculen. Dat fragmentatiepatroon kan worden gebruikt om stoffen te indentificeren aan de hand van een eerder genomen massaspectrum, of (in minder mate) helpen bij de bepaling van de structuur van een stof.
Voor chemische analyses wordt een MS vaak als detector gebruikt, bijvoorbeeld in combinatie met gaschromatografie. De ionisatie is gebeurt dan elektrisch of chemisch, wat resulteert in fragmentatie van de moleculen. Dat fragmentatiepatroon kan worden gebruikt om stoffen te indentificeren aan de hand van een eerder genomen massaspectrum, of (in minder mate) helpen bij de bepaling van de structuur van een stof.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum
