Spektrofotometriaa tutkimuksellisesti. Työn tavoitteet: - Opiskelijat kehittävät omia tutkimisen taitojansa. - Opiskelijat oppivat, mitä tarkoittaa valon.

Esitys aiheesta: "Spektrofotometriaa tutkimuksellisesti. Työn tavoitteet: - Opiskelijat kehittävät omia tutkimisen taitojansa. - Opiskelijat oppivat, mitä tarkoittaa valon."— Esityksen transkriptio:

1 Spektrofotometriaa tutkimuksellisesti

2 Työn tavoitteet: - Opiskelijat kehittävät omia tutkimisen taitojansa. - Opiskelijat oppivat, mitä tarkoittaa valon absorboituminen ja miten värit syntyvät. - Opiskelijat tutustuvat spektrofotometriaan aineen rakenteen ja etenkin pitoisuuksien analyysimenetelmänä.

3 Työn rakenne: 1.Oppitunti a.Tutustutaan spektrofotometriaan analyyttisenä menetelmänä. b.Tutustutaan valon absorptioon värien absorptiospektrien kautta ja päätellään miten värit syntyvät. c.Valitaan oma tutkimusaihe ja suunnitellaan oma tutkimus, joka toteutetaan seuraavalla tunnilla. 2.Oppitunti a.Harjoitellaan oman tutkimuksen suorittamista pienryhmissä. b.Perehdytään spektrofotometrin rakenteeseen ja toimintaan. 3.Oppitunti a.Harjoitellaan Lambert-Beerin lain käyttämistä ja tietojenkäsittelytaitoja Excelin avulla. b.Analysoidaan tulokset c.Itsearviointi

4 Mitä haluaisit tietää spektrofotometriasta?

5 Spektrofotometria on näkyvän valon ja aineen vuorovaikutuksen tutkimista

6 Miten kaikki sai alkunsa...

7

8 1800- luku: Fraunhoferin spektri

9 1856: Kircchoff ja Bunsen keksivät, että jokaisella alkuaineella on oma ainutlaatuinen spektrinsä

10 Matemaattinen yhteys spektrin ja aineen välille: -Lambert-Beerin laki -Balmerin sarjat

11

12 Diodirivispektrofotometri

13 Värien syntyminen

14 Miten värit muodostuvat?

15 Klorofyllin absorptiospektri Onko väliä mitä aallonpituuksia kasvit saavat? Minkä väristä säteilyä kasvien olisi hyvä saada?

16 Sovelluksia: -Lääketieteessä -Ruoan laadun tutkimuksessa -Rikostutkimuksessa -Vedenpuhdistuksessa -Avaruuden tutkimuksessa -Prosessianalytiikassa -Ilmanlaadun tutkimuksessa -...

17 Lääketieteellisiä sovelluksia -Glukoosipitoisuuden määrittäminen virtsanäytteestä -Hemoglobiinin mittaaminen -entsyymien reaktionopeuden analysointi -porfyriinin määrittäminen -proteiinien analysointi. -immonologisia määrityksiä -kineettisiä analyysejä -> yleisesti kolorimetriset analyysit,

18 Teollisuudessa -Metallipitoisuuksien määrittäminen Kuparipitoisuuden määrittäminen -Päästöjen seuranta Esim (SO 2 ) ja (NO x ), sekä elohopean, aromaattisten yhdisteiden ja halogeenipäästöjen seurantaa tehdään UV-Vis-analysaattoreilla. -Reaktioiden etenemisen seuranta Raakaöljyn jalostuksessa Clausin prosessi. Lääketeollisuudessa antibioottien konsentraation seuranta. Paperiteollisuudessa ruskean massan ligniinin konsentraation seuranta.

19 Oppilastöiden tutkimusaiheet: Lääketieteellisiä sovelluksia (myös ruoan laadun tutkimuksessa) - glukoosipitoisuuden määrittäminen Kuparin kierrättäminen – Kuparipitoisuuden määrittäminen Pesuaineiden fosforipitoisuus – Fosforipitoisuuden määrittäminen -> Suunnitelkaa oma tutkimus käyttäen hyödyksi valmiita työohjeita www.spektrofotometria.wordpress.com

20 2. Oppitunti

21 Konsentraation määrittäminen spektrofotometrillä -Lambert-Beerin laki: “Yhtälö kuvaa näytteen absorbanssia (A), joka kertoo logaritmisen suhteen valon säteilytehon ) ja lähetetyn eli alkuperäisen valon säteilytehon välillä tietyllä aallonpituudella.”

22 Lambert-Beerin laki “ideaaliliuoksella on lineaarinen suhde liuenneen aineen konsentraation ja absorbanssin välillä, mikäli valon kulkema matka aineessa on vakio” Merkitään A=abcI a ja b vakioita A= vakio*c I vrt. y = kx

23 Konsentraation määrittäminen spektrofotometrillä

24

25 Lego-spektrofotometrillä... Transmittanssi T= V/Vo Absorbanssi A= - logT

26 Oman tutkimuksen suorittaminen 1.Tiedonhakua tutkimusaiheesta 2.Tutkimuskysymys: 3.Tutkimusmenetelmän valitseminen i.Vertailuliuosten valmistaminen ii.Näytteen valmistaminen iii.Spektrofotometrin rakentaminen legoista 4.Tiedon kerääminen i.Vertailuliuosten ja näytteen absorbanssien mittaaminen lego-spektrofotometrillä 5.Tiedon analysointi i.suoran piirtäminen ja konsentraation määrittäminen 6.Tulosten julkaiseminen Muista suojavarusteet!!!

27 3. Oppitunti

28 Tutkimustulosten analysointi ja konsentraation laskeminen 1.Taulukoi tulokset taulukkolaskentaohjelmalla, esim. Excel tai OpenOfficen vastaava. 2.Laskekaa automaattisia toimintoja käyttäen transittanssit ja absorbanssit. 3.Luokaa taulukon tiedoista mittauspisteet koordinaatistoon. 4.Lisätkää trendiviiva. 5.Määrittäkää korrelaatiokerroin ja suoran yhtälö 6.Määrittäkää tai laskekaa näytteen konsentraatio 7.Laskekaa alkuperäisen näytteen konsentraatio

29 ITSEARVIOINTI!

30 Kiitos!