Title: spektrofotometria UV-Vis
Course: Inżynieria materiałowa: wybrane metody i procesy

Q: Przyporządkować odpowiedni zakres promieniowania elektromagnetycznego

[Image]
- 1 – Promieniowanie X, 2 – Promieniowanie UV, 3 – Promieniowanie Vis, 4 – Promieniowanie IR, 5 – Mikrofale, 6 – Fale radiowe
- 1 – Promieniowanie X, 2 – Promieniowanie Vis, 3 – Promieniowanie UV, 4 – Promieniowanie IR, 5 – Mikrofale, 6 – Fale radiowe
- 1 – Promieniowanie X, 2 – Promieniowanie Vis, 3 – Mikrofale, 4 – Promieniowanie IR, 5 – Promieniowanie UV, 6 – Fale radiowe
- 1 – Promieniowanie X, 2 – Promieniowanie IR, 3 – Mikrofale, 4 – Promieniowanie UV, 5 – Promieniowanie Vis, 6 – Fale radiowe
A: 1 – Promieniowanie X, 2 – Promieniowanie UV, 3 – Promieniowanie Vis, 4 – Promieniowanie IR, 5 – Mikrofale, 6 – Fale radiowe

Q: Wskaż poprawną odpowiedź: promieniowanie widzialne i ultrafioletowe:
- wzbudza oscylacje atomów
- powoduje wzbudzenie rotacji
- zmianę orientacji magnetycznej jąder
- przejścia między poziomami elektronowymi powłoki walencyjne
A: przejścia między poziomami elektronowymi powłoki walencyjne

Q: Spektrofotometria:
- polega na mierzeniu fotonów w określonym zakresie widma promieniowania elektromagnetycznego,
- opisuje oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego w zakresie UV-Vis z materią
- polega na na pomiarze spektrofotometrem stosunku natężeń (lub funkcji tego stosunku, np. absorbancji) dwóch wiązek promieniowania w funkcji długości fali.
- Wszystkie odpowiedzi są poprawne.
A: Wszystkie odpowiedzi są poprawne.

Q: Drugie prawo absorpcji (prawo Lamberta-Beera) brzmi:
- jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.
- jeśli w roztworze jest więcej substancji, które absorbują promieniowanie przy wybranej długości fali, to absorbancja tego roztworu jest równa sumie absorbancji jego poszczególnych składników.
- absorbancja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej, jeśli wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi przez jednorodny ośrodek absorbujący.
- jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest różny od zera, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.
A: jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.

Q: Absorbancja:
- jest miarą emisji promieniowania.
- to wielkość, która wskazuje w jakim stopniu dana próbka absorbuje światło.
- absorbancja stanowi wprost odwrotność transmitancji.
- wszystkie odpowiedzi są poprawne
A: to wielkość, która wskazuje w jakim stopniu dana próbka absorbuje światło.

Q: Wskazać odpowiedź fałszywą:
- Prawo Lamberta-Beera odnosi się do roztworów o stężeniu powyżej 10-2 mol•dm-3
- zależność absorbancji od stężenia powinna mieć charakter liniowy
- Odstępstwa od prawa Lamberta-Beera mogą być spowodowane przyczynami fizycznymi i chemicznymi.
- Związki organiczne nienasycone absorbują światło w zakresie UV-Vis, a nasycone nie absorbują światła nawet w dalekim nadfiolecie.
A: Prawo Lamberta-Beera odnosi się do roztworów o stężeniu powyżej 10-2 mol•dm-3

Q: Ile wynosi absorbancja roztworu, jeśli absorpcji ulega 40% promieniowania padającego?
- 0,222
- 0,397
- 0,510
- 0,450
A: 0,222

Q: Jaki procent światła padającego będzie przepuszczony przez kuwetę z roztworem (transmitancja), w którym absorpcji ulega 65% monochromatycznego światła padającego na kuwetę, jeśli grubość ścianki kuwety stanowić będzie 4/5 grubości ścianki, dla której zmierzono absorbancję?
- 43,1%
- 14,8%
- 36,5%
- 72,9%
A: 43,1%

Q: Roztwór o stężeniu c1 absorbuje 70% promieniowania. Jaka będzie przepuszczalność roztworu o stężeniu c2 = 3c1?
- 2,72%
- 3,33%
- 4,75%
- 1,51%
A: 2,72%

Q: Wiedząc, że molowy współczynnik absorpcji wynosi 104, a absorbancja 0,02 określić stężenie pierwiastka, które to można oznaczyć spektrofotometrycznie mając kuwetę pomiarową o grubości 2 cm.
- 1.10-6 g/L
- 1.10-4 g/L
- 1.10-5 g/L
- 1.10-3 g/L
A: 1.10-6 g/L

Q: Ilościowy pomiar spektrofotometryczny.

Roztwory wzorcowe przygotowano w laboratoryjnych kolbach miarowych o wybranych pojemnościach: 25 cm^3. Wprowadzno do nich wstępną ilość  wody destylowanej, a następnie roztwór oznaczanego składnika w zróżnicowanych ilościach odpowiednich dla oczekiwanej skali stężeń. Następnie dodano pozostałe odczynniki w ilościach zgodnych z przepisem w celu przeprowadzenia reakcji barwnych w wybranych warunkach stężeń i pH środowiska. Kolby miarowe uzupełniono rozpuszczalnikiem do kreski kalibracyjnej i dokładnie mieszano ich zawartość. Wykonano serie pomiarów na wzorcowych stężeniach badanych substancji barwnych przy odp owiednio dobranej długości fali. Na ich podstawie wykonano reprezentacje graficzną w postaci wykreślonej krzywej, nazwanej krzywą wzorcową (zależność A = f(c), gdzie A - absorbancja, a c - stężenie).

Na wykresie poniżej przedstawiono gotową krzywą wzorcową sporządzoną w celu oznaczenia stężenia bentonitu w próbie badanej.

Wprowadzając na wykres wartość ekstynkcji dla badanego spektrofotometrycznie roztworu oznaczanego składnika dokonuje się odczytu odpowiedniej jego zawartości w roztworze lub stężenia w badanej próbie.

Uzupełnij poniższą tabelę w oparciu o dane odczytane z powyższego wykresu  (wykres jest interaktywny, wartości wyświetlają się po najechaniu myszką na obszar krzywej kalibracyjnej) wiedząc, że:

Pomiar | Absorbancja | Steżenie, mmol/l
1 | 0.039 | [...]
2 | 0.234 | [...]
3 | [...] | 6.29
4 | [...] | 3.92

*separatorem dziesiętnym jest kropka
** jeżeli rysunki nie wyświetlają się w całości, należy schować pasek menu bocznego.
A: 1.5; 8.83; 0.1664; 0.1034

Q: Wartość wskaźnika CEC tj. zdolności do wymiany kationowej (ang. cation exchange capacity) oblicza się korzystając ze wzoru:

[Image]

gdzie:

A_bs0 – absorbancja roztworu Cu-TET bez próbki bentonitu (próba ślepa);

A_bsp - absorbancja roztworu Cu-TET z udziałem próbki bentonitu.

W podanym przykładzie Abs0 wynosi 0.199. Należy obliczyć zwartość montmorillonitu dla poszczególnych próbek bentonitów obliczać względem wzorca bentonitu o znanej zawartości montmorillonitu M = 72% i absorbancji 0.0641 (należy ułożyć proporcję), wyznacz następujące parametry:

Parametr | Wartość | Jednostka
CEC dla wzorca (Abs=0.0641) | [...] | [...]
CEC dla próbki badanego bentonitu I (Abs = 0.0825) | [...] | [...]
stężenie montmorylonitu w badanej próbce bentonitu II | [...] | [...]
CEC dla próbki badanego bentonitu II (Abs = 0.0775) | [...] | [...]
stężenie montmorylonitu w badanej próbce bentonitu I | [...] | [...]

*Separatorem dziesiętnym jest kropka
A: 67.79; mmol/100 g; 58.54; mmol/100 g; 62.18; %; 61.06; mmol/100 g; 64.85; %