स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री एक प्रायोगिक तकनीक है जिसका उपयोग उस पदार्थ द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा की गणना करके किसी विशेष घोल में विलेय की सांद्रता को मापने के लिए किया जाता है। यह तकनीक बहुत उपयोगी है क्योंकि कुछ यौगिक विभिन्न तीव्रताओं पर प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को भी अवशोषित करेंगे। किसी विलयन से गुजरने वाले प्रकाश का विश्लेषण करके आप विलयन में घुले यौगिकों और उनकी सांद्रता की पहचान कर सकते हैं। प्रयोगशाला में इस तकनीक के साथ समाधान का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला उपकरण एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर है।
कदम
3 का भाग 1: नमूना तैयार करना
चरण 1. स्पेक्ट्रोफोटोमीटर चालू करें।
सटीक माप देने से पहले अधिकांश स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को गर्म करने की आवश्यकता होती है। तो, मशीन शुरू करें और फिर नमूना मापने से पहले इसे कम से कम 15 मिनट तक बैठने दें।
इस समय का उपयोग नमूना तैयार करने के लिए करें।
चरण 2. क्युवेट या परखनली को साफ करें।
स्कूल प्रयोगशालाओं में, डिस्पोजेबल टेस्ट ट्यूब उपलब्ध हो सकते हैं जिन्हें पहले साफ करने की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, यदि आप एक नियमित क्युवेट या टेस्ट ट्यूब का उपयोग कर रहे हैं, तो उपयोग करने से पहले उपकरण को अच्छी तरह से साफ करना सुनिश्चित करें। सभी क्यूवेट्स को विआयनीकृत पानी से धो लें।
- क्यूवेट्स का उपयोग करने में सावधानी बरतें क्योंकि वे काफी महंगे हैं।
- क्युवेट का उपयोग करते समय, उस पक्ष को न छुएं जहां से प्रकाश गुजरता है (आमतौर पर कंटेनर का स्पष्ट पक्ष)।
चरण 3. क्युवेट में पर्याप्त नमूना डालें।
क्युवेट के हिस्से की अधिकतम मात्रा 1 मिली है, जबकि टेस्ट ट्यूब की अधिकतम मात्रा 5 मिली है। आपका माप तब तक सटीक होना चाहिए जब तक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की रोशनी अभी भी नमूने से गुजर सकती है न कि कंटेनर के खाली हिस्से से।
यदि आप नमूने डालने के लिए पिपेट का उपयोग कर रहे हैं, तो प्रत्येक नमूने के लिए एक नई युक्ति का उपयोग करें। इस तरह, क्रॉस-संदूषण से बचा जा सकता है।
चरण 4. नियंत्रण समाधान तैयार करें।
ये समाधान जिन्हें ब्लैंक या ब्लैंक के रूप में भी जाना जाता है, विश्लेषण किए जा रहे घोल में केवल विलायक होता है। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास पानी में घुले नमक का एक नमूना है, तो आपको जो खाली घोल चाहिए वह है पानी। यदि आप जिस पानी का उपयोग कर रहे हैं वह लाल है, तो आपको लाल ब्लैंक घोल का भी उपयोग करना चाहिए। रिक्त समाधान को नमूने के समान आयतन में रखने के लिए एक समान कंटेनर का उपयोग करें।
चरण 5. क्युवेट के बाहर पोंछें।
स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में क्यूवेट डालने से पहले, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि धूल के कणों या अशुद्धियों के कारण माप में हस्तक्षेप से बचने के लिए यह साफ है। क्युवेट के बाहर चिपके हुए पानी की बूंदों या धूल को हटाने के लिए एक लिंट-फ्री कपड़े का उपयोग करें।
3 का भाग 2: प्रयोग करना
चरण 1. नमूने का विश्लेषण करने के लिए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को निर्धारित और समायोजित करें।
माप प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए प्रकाश की एकल तरंग दैर्ध्य (मोनोक्रोमैटिक बीम) का उपयोग करें। प्रकाश का रंग चुनें जिसे परीक्षण नमूने में घुलने वाली रासायनिक सामग्री द्वारा अवशोषित किया जा सकता है। आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के विनिर्देशों के अनुसार तरंग दैर्ध्य सेट करें।
- स्कूल प्रयोगशालाओं में, ये तरंग दैर्ध्य आमतौर पर प्रयोगात्मक निर्देशों में दिए जाएंगे।
- चूंकि नमूना सभी दृश्य प्रकाश को प्रतिबिंबित करेगा, प्रयोगात्मक प्रकाश के रंग की तरंगदैर्ध्य आमतौर पर नमूने के रंग से अलग होती है।
- एक वस्तु एक निश्चित रंग दिखाई देती है क्योंकि यह एक निश्चित तरंग दैर्ध्य को दर्शाती है और अन्य सभी रंगों को अवशोषित करती है। घास हरी दिखाई देती है क्योंकि इसमें मौजूद क्लोरोफिल हरे रंग को परावर्तित करता है और अन्य रंगों को अवशोषित करता है।
चरण 2. स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को एक रिक्त समाधान के साथ कैलिब्रेट करें।
रिक्त विलयन को क्युवेट होल्डर में रखें और स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को बंद कर दें। एनालॉग स्पेक्ट्रोफोटोमीटर स्क्रीन पर, एक सुई होती है जो प्रकाश की पहचान की तीव्रता के आधार पर चलती है। खाली घोल डालने के बाद, सुई को दाईं ओर ले जाना चाहिए। यदि आपको बाद में इसकी आवश्यकता हो तो इस मान को रिकॉर्ड करें। रिक्त समाधान को स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में रहने दें, फिर समायोजन घुंडी का उपयोग करके सुई को शून्य पर स्लाइड करें।
- डिजिटल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को भी इसी तरह से कैलिब्रेट किया जा सकता है। हालांकि, यह टूल डिजिटल स्क्रीन से लैस है। कंट्रोल नॉब के साथ ब्लैंक सॉल्यूशन की रीडिंग को 0 पर सेट करें।
- भले ही स्पेक्ट्रोफोटोमीटर से रिक्त समाधान हटा दिया गया हो, फिर भी अंशांकन मान्य होगा। इसलिए, जब आप पूरे नमूने को मापते हैं, तो रिक्त स्थान का अवशोषण अपने आप कम हो जाएगा।
चरण 3. रिक्त स्थान निकालें और स्पेक्ट्रोफोटोमीटर अंशांकन परिणामों का परीक्षण करें।
स्पेक्ट्रोफोटोमीटर से रिक्त विलयन हटा दिए जाने के बाद भी, स्क्रीन पर सुई या संख्या को अभी भी 0 पढ़ना चाहिए। रिक्त विलयन को वापस स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में डालें और सुनिश्चित करें कि पठन नहीं बदलता है। यदि स्पेक्ट्रोफोटोमीटर को रिक्त समाधान का उपयोग करके ठीक से कैलिब्रेट किया जाता है, तो स्क्रीन पर परिणाम अभी भी 0 होना चाहिए।
- यदि स्क्रीन पर सुई या संख्या 0 नहीं पढ़ती है, तो रिक्त समाधान के साथ अंशांकन चरणों को दोहराएं।
- यदि समस्या बनी रहती है, तो सहायता लें या किसी व्यक्ति से स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की जांच करवाएं।
चरण 4. नमूने के अवशोषण को मापें।
रिक्त समाधान निकालें और नमूना स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में डालें। हाथों को स्थिर करने के लिए लगभग 10 सेकंड तक प्रतीक्षा करें या डिजिटल डिस्प्ले पर नंबर बदलना बंद हो जाएं। नमूने का प्रतिशत संप्रेषण और/या अवशोषण रिकॉर्ड करें।
- जितना अधिक प्रकाश गुजरता है, उतना ही कम प्रकाश अवशोषित होता है। आम तौर पर, आपको नमूने के अवशोषण मूल्य को रिकॉर्ड करने की आवश्यकता होती है जिसे आम तौर पर दशमलव संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है, उदाहरण के लिए 0.43।
- प्रत्येक नमूने के माप को कम से कम तीन बार दोहराएं और फिर औसत की गणना करें। इस तरह, आपको मिलने वाले परिणाम अधिक सटीक होंगे।
चरण 5. प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य के साथ प्रयोग को दोहराएं।
आपके नमूने में कई यौगिक हो सकते हैं जिनमें प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आधार पर अलग-अलग अवशोषण होते हैं। अनिश्चितता को कम करने के लिए, प्रकाश स्पेक्ट्रम में 25 एनएम तरंग दैर्ध्य अंतराल पर नमूना माप दोहराएं। इस तरह, आप नमूने में अन्य भंग रसायनों का पता लगा सकते हैं।
भाग 3 का 3: अवशोषण डेटा का विश्लेषण
चरण 1. नमूने के संप्रेषण और अवशोषण की गणना करें।
संप्रेषण यह है कि नमूने से कितना प्रकाश गुजर सकता है और स्पेक्ट्रोफोटोमीटर तक पहुंच सकता है। इस बीच, अवशोषण यह है कि नमूने में भंग रसायनों में से एक द्वारा कितना प्रकाश अवशोषित किया जाता है। कई आधुनिक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर हैं जो संप्रेषण और अवशोषण के रूप में आउटपुट देते हैं। हालाँकि, यदि आपको प्रकाश की तीव्रता का मान मिलता है, तो आप इन दो मानों की गणना स्वयं भी कर सकते हैं।
- संप्रेषण (टी) को नमूना समाधान से गुजरने वाले प्रकाश की तीव्रता को रिक्त समाधान से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा से विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है। यह मान आमतौर पर दशमलव संख्या या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। टी = मैं/मैं0, जहां I नमूना तीव्रता है और I0 रिक्त तीव्रता है।
- अवशोषण (ए) को ऋणात्मक आधार 10 लघुगणक (घातांक) संप्रेषण के रूप में व्यक्त किया जाता है: ए = -लॉग10टी। तो, यदि टी = 0, 1, ए = 1 (0, 1 -1 की शक्ति के लिए 10 है)। इसका मतलब है कि 10% प्रकाश पारित हो जाता है, जबकि 90% अवशोषित हो जाता है। इस बीच, यदि टी = 0.01, ए = 2 (0.01 -2 की शक्ति के लिए 10 है)। इसका मतलब है कि जो प्रकाश गुजरता है वह 0.1% है।
चरण 2. अवशोषण मान बनाम तरंगदैर्घ्य का ग्राफ़ बनाएं।
अवशोषण मान को y-अक्ष के रूप में और तरंगदैर्घ्य को x-अक्ष के रूप में व्यक्त करें। प्रत्येक तरंग दैर्ध्य में सभी अवशोषण परिणामों के बिंदुओं से, आप नमूने का अवशोषण स्पेक्ट्रम प्राप्त करेंगे, और नमूने में यौगिक की सामग्री और उसके अनुपात की पहचान करेंगे।
अवशोषण स्पेक्ट्रा में आमतौर पर कुछ तरंग दैर्ध्य पर चोटियाँ होती हैं। ये शिखर तरंग दैर्ध्य आपको विशिष्ट यौगिकों की पहचान करने की अनुमति देते हैं।
चरण 3. एक ज्ञात यौगिक के ग्राफ के साथ अपने अवशोषण स्पेक्ट्रम की तुलना करें।
प्रत्येक यौगिक में एक अद्वितीय अवशोषण स्पेक्ट्रम होता है और प्रत्येक माप में हमेशा एक ही शिखर तरंग दैर्ध्य होता है। एक निश्चित ज्ञात यौगिक के ग्राफ के साथ प्राप्त ग्राफ की तुलना करके, आप नमूना समाधान में विलेय सामग्री की पहचान कर सकते हैं।
