XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH MÀU


1. Mục tiêu

Xác định nồng độ của dung dịch đồng sunfat CuSO4 sử dụng MGA với máy đo màu

2. Chuẩn bị lý thuyết

Dung dịch có màu có khả năng hấp thụ bức xạ vùng thấy được, dung dịch mẫu có nồng độ càng cao, khả năng hấp thụ của mẫu càng mạnh, cường độ ánh sáng đến mắt càng yếu, dung dịch có màu càng sẫm.

Theo định luật Bouguer – Lambert – Beer: Chiếu bức xạ đơn sác có bước sóng λI có cường độ I0 qua dung dịch khảo sát có nồng độ C. Bề dày dung dịch là 1. Tại bề mặt cuvet đo, một phần bức xạ bị phản có cường độ IR, một phần bức xạ bị hấp thu có cường độ IA. Bức xạ ra khỏi dung dịch có cường độ I.

sự truyền qua dung dịch

Do đó: I0 = IR + IA + I và ta có công thức: log I0/I = A = kC

Trong đó: k là độ hấp thu phân tử (đây là hằng số biểu thị độ hấp thu của dung dịch có nồng độ chất tan là 1M được đựng trong bình dày 1 cm có đơn vị là 1 mol-1 cm-1). C là nồng độ của dung dịch.

Ta có độ truyền qua có công thức: T = I/I0 hay T% = (I/I0) x 100

Độ hấp thụ A có công thức: A = log (I0/I) = log (1/T) = log (100/T%) = 2 – logT% = kC

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 máy đo màu, 6 cuvet, 1 xi lanh đo 100 ml, 1 xi lanh.

các cuvet

Hóa chất

0.05 mol/dm3 đồng sunfat CuSO4

0.1 mol/dm3 CuSO4

0.2 mol/dm3 CuSO4

0.3 mol/dm3 CuSO4

0.4 mol/dm3 CuSO4

1 mẫu A chứa dung dịch CuSO4 chưa biết nồng độ

4. Tiến hành

I. Thu thập dữ liệu

Bước 1: Mở MGA, kết nối máy đo màu  vào CH1 của MGA. Nhấn vào biểu tượng icon3 trên MGA và chọn “Máy đo màu (%T)” (máy sẽ hiển thị độ truyền qua) sau đó nhấn “Chạy”. Nếu ta chọn “Máy đo màu (A)” thì máy sẽ hiển thị độ hấp thụ.

Chú ý: Bảo đảm rằng núm điều khiển bước sóng trên máy đo màu được vặn tới vị trí “Red (625nm)” để làm cho máy đo màu truyền qua và nhận ánh sáng đỏ. Để nguồn sáng ổn định trong khoảng 1 phút

lựa chọn kiểu đochọn bước sóng đỏ 625nm

Bước 2: Nhấn vào biểu tượng icon3 để chuyển sang chế độ xem dạng đồng hồ kim. Nhấn vào kênh 1 (vùng được khoanh tròn) để mở rộng đồng hồ hiển thị toàn màn hình

dạng đồng hồ kimmở rộng màn hình

Bước 3: Dùng xi lanh đổ vào 1 cuvet với 0.05 mol/dm3 CuSO4 khoảng 3/4 lọ. Viết nhãn nồng độ vào mặt không nhắn của cuvet. Tiếp tục làm tương tự với các dung dịch nồng độ khác nhau còn lại, 0.1 mol/dm3, 0.2 mol/dm3, 0.3 mol/dm3, 0.4 mol/dm3 và dung dịch mẫu A không biết nồng độ.

Bước 4: Mở nắp của máy đo màu, cho cuvet 0.05 mol/dm3 CuSO4 vào buồng chứa.

Chú ý: Mặt nhẵn của cuvet phải đối diện với chấm trắng trên máy đo màu.

cho cuvet chứa đồng sunfat vào buồng chứa

Bước 5: Nhấn vào nút icon2 để bắt đầu thu thấp dữ liệu. Khi độ truyền qua thu được trên màn hình MGA ổn định. Nhấn nút icon2 để dừng thu thập dữ liệu ghi lại giá trị đọc được vào Bảng 1. Lấy cuvet ra khỏi buồng đo.

Bước 6: Lặp lại các bước từ 3 đến 5 với các cuvet chứa dung dịch CuSO4 với nồng độ khác. Ghi lại giá trị thu được vào Bảng 1. Sau khi hoàn tất bảng số liệu ta ngắt kết nối máy đo màu với MGA. Cất các cuvet.

bảng 3

II. Phân tích dữ liệu

Bước 7: Nhấn vào biểu tượng icon4, trong thực đơn “Dạng công cụ”, chọn “Đầu vào dữ liệu riêng”, sau đó nhấn “Chạy”

trình đơn công cụ

Bước 8: Nhấn vào biểu tượng icon5 (được khoanh hình chữ nhật). Nhập tên vào ô ở bên trái, đơn vị vào ô ở bên phải.Ta sẽ nhập tên “log(100/T)” (không có đơn vị) và “Nongdo” đơn vị là “mol/dm3” như hình bên dưới.

đầu vào dữ liệu riêngnhập tên và đơn vị kênh

Bước 9: Nhấn vào nút icon2 và nhập giá trị của cột log (100/T) và Nồng độ của dung dịch của 4 dung dịch đã biết nồng độ từ bảng 1 vào như hình bên dưới

nhập dữ liệu từ bảng

Bước 10:  Nhấn vào biểu tượng icon6, và sau đó nhấn vào biểu tượng  icon7 ta sẽ thu được đồ thị log(100/T) theo Nongdo như hình bên dưới. Tiếp tục nhấn vào biểu tượng icon1 rồi chọn “Hồi qui tuyến tính” ta sẽ thu được 1 đường màu đỏ phù hợp nhất với những điểm đã có trên đồ thị. Giá trị gradient chính là độ hấp thu phân tử k.

đồ thị thu đượchồi qui tuyến tính

5. Kết luận

Như vậy sau khi thu được giá trị độ hâp thu phân tử k và dựa vào công thức log(100/T) = kC ta sẽ tính được nồng độ của dung dịch trong mẫu A mà ta chưa biết.

Thiết bị Addest ngoài việc hiển thị kết quả còn cho ta phân tích kết quả đó bằng cách vẽ đồ thị và sử dụng các chức năng khác.

Câu hỏi:

1. Liệu ta có thể có thể dùng cách nào đó trực tiếp để thu được nồng độ dung dịch bằng cách sử dụng máy đo màu không?

2. Tại sao ta lại sử dụng ánh sáng đỏ trong thí nghiệm này?