{{navi|Konzentration|Spektralfotometer}}
__TOC__[[Bild:Jenway 6100.jpg|500px|thumb|right|Bild 1: Spektralfotometer]]== Fotometrie: Messen mit Licht ==[[Bild:Absorbtion Absorption in cola.jpg|left500px|thumb|right|Bild 2: Absorption in Cola]]Lässt man Licht durch Die Fotometrie ist eine Flüssigkeit wie Cola hindurchscheinen, wird ein Teil des Lichtes von Methode der Cola "geschluckt". Verdünnt man die Cola [[quantitative Analyse|quantitativen Analyse]] mit WasserHilfe eines [[Spektralfotometer|Fotometers]] (Bild 1), verringert mit der sich dieser Effekt, der als '''durch charakteristische Absorption''' von Licht bezeichnet wirdauf die Konzentration eines Stoffes schließen lässt, z. B. bei der Bestimmung des [[Kupfer]]gehaltes in [[Trinkwasser]].
== Physikalische Grundlagen ==
Lässt man [[Licht]] durch eine Flüssigkeit wie [[Cola]] hindurchscheinen, wird ein Teil des Lichtes von der Cola "geschluckt" (Bild 2). Verdünnt man die Cola mit Wasser, verringert sich dieser Effekt, der als '''Absorption''' von Licht bezeichnet wird.
=== Lichtstärke ===
Für die genauere Betrachtung dieses Phänomens soll zunächst die [[Lichtstärke]] bzw. Intensität des Lichtes ''I'' folgendermaßen unterschieden werden (Bild2): Reflexionserscheinungen vernachlässigt, ist ''I<sub>ein</sub>'' ist die Intensität des eingestrahlten Lichtes, ''I<sub>tr</sub>'' die Intensität des durchgelassenen Lichtes und ''I<sub>abs</sub>'' die Intensität des von der Cola absorbierten Lichtes, im Zusammenhang kurz:
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''I<sub>tr</sub>''|NL=|ZR=|BR=''I<sub>ein</sub>'' '''-''' ''I<sub>abs</sub>''|NR=}}
| &nbsp;&nbsp;
| (1)
|}
Stelle Dir nun mehrere Cola-Flaschen hintereinander vor: Da die Absorption umso größer ist, je stärker die [[Konzentration]] eines Farbstoffes bzw. seine Schichtdicke (stell Dir mehrere Cola-Flaschen hintereinander vor) ist, kann man lässt sich dieses Phänomen in der Chemie nutzen, um den [[Konzentration|Gehalt eines Stoffes in einer Lösung ]] zu bestimmen. Als besondere Methode der [[quantitative Analyse|quantitativen Analyse ]] spricht man hierbei von der '''Fotometrie''', kurz gesagt:{{Kasten blau|1=Die Fotometrie ist eine Methode der quantitativen Analyse mit Hilfe eines [[Spektralfotometer|Fotometers]], mit der sich durch charakteristische Absorption von Licht auf die Konzentration eines Stoffes schließen lässt, z.&nbsp;B. bei der Bestimmung des Kupfergehaltes in [[Trinkwasser]].}}<br /> Um die Nachweisgrenze zu erweitern, kann man den nachzuweisenden Stoff vorab mit einem Reaktionspartner unter Bildung eines farbigen Komplexes [[Komplex]]es reagieren lassen. Die Stärke der Färbung wird anschließend mit der Färbung von Lösungen bekannter Konzentration verglichen.  Beispiel: Die hellblaue Farbe einer schwach konzentrierten Lösung, die Kupfer(II)-Ionen enthält, wird durch Reaktion mit [[Ammoniak]] vertieft, es bildet sich der tiefblaue Kupfertetramminkomplex [Cu(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup>.
Bei der quantitativen Analyse müssen drei Begriffe sauber voneinander unterschieden werden, die sich auf unterschiedlichen Wegen aus den Lichtintensitäten ableiten lassen aber umgangssprachlich häufig verwechselt werden: Absorptionsgrad αAbsorption ''A'', Transmissionsgrad &tau; Transmission ''T'' und Extinktion ''E'':
=== Transmissionsgrad Transmission ===Der Transmissionsgrad &tau; in % (2) steht für Transparenz/bzw. Lichtdurchlässigkeit und ist das Verhältnis der Intensität des durchgelassenen Lichtes ''I<sub>tr</sub>'' zur Intensität des eingestrahlten Lichtes ''I<sub>ein</sub>'', kurz. Durch Multiplikation des Transmissionsgrades τ mit 100% erhält man die Transmission ''T'' in %. (2a):
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''&tau;''|NL=|ZR=''I<sub>tr</sub>''{{*}}100%|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''I<sub>ein</sub>''}}
| &nbsp;&nbsp;
| (2)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''T''|NL=|ZR=''I<sub>tr</sub>''{{*}}100%|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''I<sub>ein</sub>''}}| &nbsp;&nbsp;| (2a)
|}
Die Angabe des Transmissionsgrades von z. B. 30% bedeutet, dass 30% des eingestrahlten Lichtes von der Probe durchgelassen werden.
Die Angabe der Transmission von z. B. 30% bedeutet, dass 30% des eingestrahlten Lichtes von der Probe durchgelassen werden. === Absorptionsgrad Absorption ===Der Absorptionsgrad α in % (3) gibt den von den Probe "geschluckten" Anteil des Lichtes wieder und ist das Verhältnis der Intensität des absorbierten Lichtes ''I<sub>abs</sub>'' zur Intensität des eingestrahlten Lichtes ''I<sub>ein</sub>'', kurz. Durch Multiplikation des Absorptionsgrades α mit 100% erhält man die Absorption ''A'' in % (3a):
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=&alpha;|NL=|ZR=''I<sub>abs</sub>''{{*}}100%|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''I<sub>ein</sub>''}}
| &nbsp;&nbsp;
| (3)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bzw.| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''A''|NL=|ZR=''I<sub>abs</sub>''{{*}}100%|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''I<sub>ein</sub>''}}| &nbsp;&nbsp;| (3a)
|}
Da sich Transmissionsgrad Transmission und Absorptionsgrad Absorption zu 100% addieren, gilt entsprechend des oben beschriebenen Zusammenhanges (1) der Lichtintensitäten:
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=α + &tau;|NL=|ZR=|BR=1|NR=}}
| &nbsp;&nbsp;
| (4)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bzw.| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''[[Absorption|A]] + [[Transmission|T]]''|NL=|ZR=|BR=100%|NR=}}| &nbsp;&nbsp;| (4a)
|}
=== Extinktion ===
Da der Transmissionsgrad nicht linear, sondern exponentiell mit der Konzentration der Lösung abnimmt, wird zwecks übersichtlicherer Zahlen mit der Extinktion ''E'' gerechnet. Die Extinktion ist direkt proportional zur [[Konzentration]] ''c'' einer Lösung (6) und wird kann als dimensionsloses Maß (ohne Einheit, vgl. [[pH-Wert]]) als negativer dekadischer [[Logarithmus]] des Transmissionsgrades &tau; errechnetwerden, kurz:
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''E''|NL=|ZR=|BR=- log<sub>10</sub> ''&tau;''|NR=}}
| &nbsp;&nbsp;
| (5)| &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bzw.| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''E''|NL=|ZR=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;''I<sub>ein</sub>''
|BR=log<sub>10</sub>&nbsp;&nbsp;<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>
|NR=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;''I<sub>tr</sub>''}}
| &nbsp;&nbsp;
| (5a)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;bzw.| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''E''|NL=|ZR=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;''100%''|BR=log<sub>10</sub>&nbsp;&nbsp;<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;''T''<sub>&nbsp;</sub>}}| &nbsp;&nbsp;| (5b)
|}
Zum gleichen Ergebnis gelangt man durch die alternative Berechnung aus den Lichtstärken nach (5a). Da man hier vom Kehrwert der Transmission ausgeht, ergibt sich die Extinktion als dekadischer [[Logarithmus]] des Verhältnisses ''I<sub>ein</sub>'' zu ''I<sub>tr</sub>''.
Ausgehend von 100% für die volle Lichtstärke ''I<sub>ein</sub>'' vor der Probe und einer Bandbreite der möglichen Transmissionswerte entspricht die Transmission in % dem Zahlenwert nach ''I<sub>tr</sub>''. Durch diese Vereinfachung erhält man für die Extinktion die in Praxis gebräuchliche Formel (5b). Aus einer Bandbreite der möglichen Transmissionswerte ''T'' von 0 bis 100% ergeben sich nach (5a5b) für die Extinktion ''E'' sinnvolle Werte im Bereich zwischen 0 und 2. Eine Übersicht liefert die folgende Tabelle, die mit allen Zwischenergebnissen in der [[Media:Fotometrie.xlsx|Excel-Tabelle Extinktion]] hinterlegt ist:{| {{Tabelleauto center}}|{| {{Tabelle auto center}}
|-
! ''I<sub>tr</sub>T''
| 1%
| 10%
| 70%
| 80%
|100%
|-
! ''[[Extinktion|E]]''
| 0,155
| 0,097
|0
|}
| [[Datei:Extiktion-Transmission.png]]
|}
=== Wellenlänge ===
{{rgb}}
Nach Wellenlängenbereich werden in der Spektroskopie u.a. die folgenden beiden Methoden unterschieden:* VIS-Spektroskopie, d. h. die Messung erfolgt im Bereich des sichtbaren [[Licht]]es (VIS von engl. ''visable'' = sichtbar, Wellenlängenbereich ca. 380-750 nm), geeignet für farbige Stoffe, Durchführbar mittels "einfachem" Spektralfotometer wie dem an der BBS Winsen für Schülerversuche vorhandenem [[Spektralfotometer|Spektralfotometer Jenway&nbsp;6100]].
* UV-Spektroskopie, d. h. die Messung erfolgt im Bereich des nicht sichtbaren [[Ultraviolette Strahlung|UV-Lichtes]], Wellenlängenbereich von ca. 100-380 nm, geeignet für farblose [[organische Verbindung]]en wie z. B. [[Aceton]].
== Durchführung der Fotometrische Messungen ==[[Bild:Küvettenständer.png|thumb|500px|right|Küvettenständer]]
Die Messung der Extinktion erfolgt mittels [[Fotometer]]. Hierzu wird ein standardisiertes, transparentes Gefäß ("Küvette") etwa zu 2/3 mit der farbigen Probelösung befüllt und in den Strahlengang geschoben.
[[Bild:Farbkreis.png|right|thumb|500px|Farbkreis]]=== Wellenlänge Absorptionsspektrum bestimmen ===[[Bild:Absorptionsspektrum-Cu.png|thumb|500px|right|Absorptionsspektrum]]Die charakteristische Abhängigkeit der Absorption bzw. Extinktion von der Wellenlänge liefert das Absorptionsspektrum, z. B. des Blattfarbstoffes [[Chlorophyll]]. Aus der Information "Bei welcher Wellenlänge des Lichtes erfolgt maximale Absorption?" kann z. B. die Frage beantwortet werden, welcher Lichtanteil für den Pflanzenwuchs bzw. die [[Fotosynthese]] besonders bedeutsam ist.
In Abhängigkeit von der nachzuweisenden Substanz werden Sofern das Gerät die Extinktions-Messungen nach Empfehlung des Fotometer-Herstellers bei Licht einer bestimmten [[Wellenlänge]] durchgeführt. Ist diese Information nicht vorhanden, muss in einem Vorversuch das ''Absorptionsspektrum'' dieser Chemikalie ermittelt werdenMöglichkeit bietet, d. h. der Absorptionsgrad α in % für eine sinnvolle Konzentration bei verschiedenen Wellenlängen. Für die nachfolgende Versuchsreihe wird kann alternativ zur Absorption gleich die Wellenlänge gewählt, bei der der höchste Absorptionsgrad Extinktion bestimmt wurdewerden.
Eine effektive Messung soll bei Licht der [[Wellenlänge]] durchgeführt werden, bei der die Absorption der Probe ihr Maximum hat. Liegt keine Empfehlung dieser ''"idealen Wellenlänge"'' für die nachzuweisende Substanz vor, muss diese Information in einem Vorversuch ermittelt werden.
* '''Wenn es schnell gehen muss''', kann man die ideale Wellenlänge durch deren Komplementärfarbe abschätzen. Geeignet ist die [[Licht]]farbe, die im Farbkreis der Probenfarbe gegenüberliegt, also z.&nbsp;B. gelb - blau (Bild). Die jeweils eingestellte Farbe kann sichtbar gemacht werden, indem man eine weiße Karte oder einen Spiegel in den Lichtweg des Gerätes hält. Es zeigt zum Beispiel, dass bei 450&nbsp;nm ein blaues Licht entsteht oder bei 650&nbsp;nm ein rotes.<br />Wenn die Komplementärfarbe grob ermittelt wurde, geht man in 10&nbsp;nm-Schritten mit der Wellenlänge auf oder ab, bis sich der maximale Extinktionswert einstellt.
==== * '''Im Idealfall''', also mit Zeit und Muße, leitet man die ideale Wellenlänge aus dem ''Absorptionsspektrum'' einer Chemikalie ab. Das Absorptionsspektrum ====Die charakteristische ist die grafische Darstellung der stoffspezifischen Abhängigkeit der Absorption (bzw. Transmission oder Extinktion ) von der Wellenlänge liefert . Beispiel: Das Bild zeigt das vorab beschriebene Absorptionsspektrum, zdes tiefblauen Kupfertetramminkomplexes [Cu(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup> mit einer Cu-[[Konzentration]] von 500mg/L. BDie max. des Blattfarbstoffes ChlorophyllAbsorption liegt bei ca. Aus 600&nbsp;nm, also der Information "Bei welcher Wellenlänge des Lichtes erfolgt maximale , die beim Erstellen einer Extinktionsgeraden bzw. späteren Messungen zur Bestimmung einer unbekannten Konzentration verwendet werden sollte.<br />Um ein eigenes Absorptionsspektrum zu erstellen, muss die Absorption?für eine " kann sinnvolle" Konzentration bei verschiedenen Wellenlängen bestimmt werden. "Sinnvoll" ist die Konzentration, bei der die Transmission mindestens 10% beträgt. Ist die Lösung zu stark konzentriert, würde das Fotometer unabhängig von der tatsächlichen Konzentration immer die Konzentration anzeigen, bei der die Transmission gegen Null geht.<br />Um ein aussagekräftiges Spektrum zu ermitteln, sind bei einem einfachen [[Spektralfotometer]] viele Einzelmessungen notwendig. Eine Schrittweite von z. B. die Frage beantwortet werden10&nbsp;nm im Wellenlängenbereich von 400 - 700 nm bedeutet konkret 62 Messungen, da bei 31 verschiedenen Wellenlängen folgende Schritte abzuarbeiten sind: Wellenlänge einstellen, [[Spektralfotometer#Vorbereitung:_Kalibrierung|Kalibrierung mit der Nullküvette]], Messung der Probe usw.<br />Jenseits des Schulbudgets, also ab ca. 5.000, welcher Lichtanteil für den Pflanzenwuchs bzw- gibt es automatisierte Zweistrahlgeräte. die Fotosynthese besonders bedeutsam istProbe und Nulllösung werden parallel durchleuchtet und das Fotometer durchläuft selbstständig das vollständige Spektrum.
=== Verdünnungsreihe herstellen und Extinktionsgerade ermitteln ===[[Bild:Verdünnungsreihe Cu.jpg|right|thumb|500px|'''Verdünnungsreihe mit Lösungen bekannter Konzentration''', zum Beispiel [[ammoniak]]alische Kupfer(II)-chlorid-Lösungen mit β(Cu<sup>2+</sup>) = 100 ... 800 mg/L in sieben Messkolben. Im großen Erlenmeyer-Kolben rechts befindet sich die Cu<sup>2+</sup>-Stammlösung mit dem höchsten Cu-Gehalt (β(Cu<sup>2+</sup>) = 1000 mg/L) aber noch ohne den farbvertiefenden Zusatz von Ammoniak.----<div style="text-align: right;">''<sup>Schülerexperiment & Foto: Fenja G., WG 13 (2012)</sup>''</div>]][[Bild:Extinktionsgerade.png|right|thumb|500px|Extinktionsgerade]]* Vor der eigentlichen Analyse muss mit Lösungen bekannter Konzentration eine Extinktionsgerade ermittelt werden. Mit dieser "Eichgeraden" können später unbekannte Konzentrationen bestimmt werden.* Für die spätere Analyse des Gehaltes an Cu(II)-Ionen könnten dies zum Beispiel ammoniakalische [[ammoniak]]alische Kupfer(II)-sulfatchlorid-Lösungen mit ''c'' β = 0,01100; 0,02 200 ... 0,05 mol800 mg/L sein, die bei einer Wellenlänge von 600 nm untersucht werden. Um für diese "Verdünnungsreihe" Einweg-Küvetten zu sparen, beginnt man die Messreihe mit der verdünntesten Lösung, spült danach 1x mit der nächsten, konzentrierteren Lösung und befüllt die Küvette mit dieser Konzentration erneut.* Zeichne Aus den [[:Bild:Fotometie Cu.xlsx|Messwerten]] kann nun die Extinktionsgerade als [[Ausgleichsgerade]] zu Deinen Messwerten gezeichnet und bestimme die Steigung[[Extinktionskoeffizient|ε]], d. h. das Verhältnis der Konzentration Extinktion ''cE'' zur Extinktion Konzentration ''Ec''.* JETZT kann die Untersuchung der unbekannten Probe erfolgen, siehe Auswertungbestimmt werden.
== Auswertung = Bestimmung einer unbekannten Konzentration ===Da das Verhältnis Auf der Konzentration ''c'' zur Extinktion ''E'' konstant ist (6)Basis der ersten beiden Versuchsreihen kann eine [[quantitative Analyse]], kann aus einem Wertepaar zu einer bekannten Konzentration ''c''<sub>1</sub> mit Extinktion ''E''<sub>1</sub> über also die Messung Bestimmung der Extinktion ''E''<sub>2</sub> unbekannten Konzentration in einer Probe deren unbekannte Konzentration ''c''<sub>2</sub> errechnet werden (7):Probelösung erfolgen.
Die Messwerte aus der Verdünnungsreihe ergeben durch Ausgleich eine Extinktionsgerade, deren Steigung das Verhältnis der Extinktion ''E'' zur Konzentration ''c'' ist. Dieses Steigungsverhältnis ist für eine Chemikalie charakteristisch und wird auch als Extinktionskoeffizient ε bezeichnet (6).
Da dieser Zusammenhang auch für eine Probe unbekannter Konzentration ''c''<sub>x</sub> gilt, kann über die Messung der Proben-Extinktion ''E''<sub>x</sub> mit Hilfe des Extinktionskoeffizienten ε die unbekannte Konzentration ''c''<sub>x</sub> errechnet werden (7):
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=''c''<sub>1</sub>|BL=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>[[Extinktionskoeffizient|ε]]|NL=|ZR=''E''<sub>1</sub>|ZR=''c<sub>2</sub>|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''E<sub>2</sub>c''}}
| &nbsp;&nbsp;
| (6)
| &nbsp;&nbsp;[[Bild:Pfeil.gif]]&nbsp;&nbsp;
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''c''<sub>2x</sub>|NL=|ZR=''c''<sub>1</sub>{{*}}''E''<sub>2x</sub>|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''E''<sub>1</sub>[[Extinktionskoeffizient|ε]]}}
| &nbsp;&nbsp;
| (7)
|}
Zusammenfassend lässt sich dieser Zusammenhang noch einfacher nachzuvollziehen. Da die Extinktion proportional zur Konzentration ist, gilt ebenso (9):
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=''c''<sub>1</sub>|BL=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NL=''E''<sub>1</sub>|ZR=''c''<sub>2</sub>|BR=<b>&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''E''<sub>2</sub>}}
| &nbsp;&nbsp;
| (8)
| &nbsp;&nbsp;[[Bild:Pfeil.gif]]&nbsp;&nbsp;
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''c''<sub>1</sub>|NL=|ZR=''c''<sub>2</sub>{{*}}''E''<sub>1</sub>|BR=<b>&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;&#x2500;</b>|NR=''E''<sub>2</sub>}}
| &nbsp;&nbsp;
| (9)
|}
 
=== Lambert-Beersches Gesetz ===
Der Zusammenhang (7) wurde zuerst von Lambert und Beer beschrieben und ergänzt nach Umstellung zur Extinktion ''E'' die Formeln (5):
{|
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''[[Extinktion|E]]''|NL=|ZR=|BR=[[Extinktionskoeffizient|ε]]{{*}}''[[Konzentration|c]]''|NR=}}
| &nbsp;&nbsp;
| (10)
| &nbsp;&nbsp;
| Da die Extinktion neben der Konzentration auch von der Schichtdicke ''d'' der Lösung (in cm) abhängt, lautet das vollständige Lambert-Beersche Gesetz (10a):
| {{Bruch|ist==|ZL=|BL=''[[Extinktion|E]]''|NL=|ZR=|BR=[[Extinktionskoeffizient|ε]]{{*}}''[[Konzentration|c]]''{{*}}''d''|NR=}}
| &nbsp;&nbsp;
| (10a)
| &nbsp;&nbsp;
| Weil aber in den Standardküvetten die Schichtdicke der Lösung genau 1&nbsp;cm beträgt, kann man in der Fotometrie mit der vereinfachten Formel (10) rechnen.
|}
== Übungen ==
# Mittels Spektralfotometer wird ein Transmissionsgrad die Transmission mit 30% ermittelt. <br />Berechne a) Absorptionsgrad und b) die Extinktion.# Wie groß wäre die Extinktion bei einem Absorptionsgrad einer Absorption von 30%?
# Das Ergebnis einer Extinktionsbestimmung wird mit "''E'' = -0,313" angegeben. Warum kann dieser Wert nicht richtig sein?
# In welchem Verhältnis ändert sich die Extinktion bei einer Verdopplung der Konzentration der untersuchten Lösung?
# Berechne den Anteil des Lichts, den eine mit dem Fotometer untersuchte Probe durchlässt bzw. absorbiert, wenn als Extinktionen ''E'' = 1,0 und ''E'' = 2,0 gemessen werden.
# Die Extinktion einer Eichlösung mit der Konzentration ''c'' = 0,1 mol/L wird bei 650nm mit 0,313 bestimmt. Eine Vergleichsprobe mit der gleichen Chemikalie unbekannter Konzentration zeigte bei gleicher Wellenlänge eine Extinktion von 0,12. Berechne die Konzentration.
# Skizziere und begründe jeweils ein mögliches Absorptionsspektrum für eine blaue bzw. gelbe Flüssigkeit.
# Bestimme die Extinktionskoeffizienten von Kupfer anhand der a) Extinktionsgeraden Bild oben rechts bzw. b) B8 im [[Elemente Chemie|Buch]], S. 484.<br />c) Die Extinktion einer Cu-Probe unbekannter Konzentration wurde bei λ = 600nm mit 0,123 sowie bei 590 nm mit 0,156 bestimmt. Berechne die Konzentration.
: _____________________
* [[Media:Fotometrie.docx|Arbeitsblatt ''Fotometrie: Übungen'' als Word-Datei zum Download]]
:&nbsp;&nbsp;''[[Extinktion: Lösung|Ergebnisse vergleichen]]''
== Experimente =={{ua|190|[[Modell]]experiment zur Extinktion (mit [[Kaliumpermanganat]])}}{{ua|190|Beeinflussung der Extinktion durch die Schichtdicke}} {{Ex-ec|484|2|Abhängigkeit der Extinktion von der Konzentration}}* [[Media:Fotometrie-Absorptionsspektrum.docx|Arbeitsblatt ''Fotometrie: Absorptionsspektrum'' als Word-Datei zum Download]], alternativ mit den Lebensmittelfarbstoffen [[Allurarot AC]] (rot, E 129), [[Indigocarmin]] (blau, E 132) und [[Tartrazin]] (gelb, E 102). * [[Media:Fotometrie-Spektralfotometer.docx|Arbeitsblatt ''Fotometrie: Spektralfotometer'' als Word-Datei zum Download]] {{Ex-ec|483|1|Aufnahme einer Absorptionskurve}}* Verdünne [[Druckertinte]] (Blau "Cyan", Gelb "Yellow" und Rosarot "Magenta") mit Wasser 1:20 und erstelle das Absorptionsspektrum im Wellenlängenbereich 380-750 nm, Schrittweite 10 nm. Setze deine Messwerttabelle in '''ein''' aussagefähiges Diagramm um.* Bestimme die Wellenlänge max. Extinktion von einer wässrigen Na-[[Fluorescein]]-Lösung ([[Massenkonzentration|ß]]=10mg/L) möglichst genau. Scanne hierzu den Bereich 420-520 nm.{{Ex-ch|71|1|Entfärbung von [[Kristallviolett]]}}{{Ex-ec|130|2|Fotometrische Bestimmung der Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration eines Reaktionspartners}}* Führe die Versuchsreihe [http://www.chem.uni-potsdam.de/anorganik/Photometrie.doc Photometrische Bestimmung von Kupfer] der Uni Potsdam durch.<br />Welcher Extinktionskoeffizient ergibt sich?{{Ex-ch|407|4b|Nachweis von [[Phosphat]] in [[Cola]]}}* Nehme das Absorptionsspektrum von [[Kaliumpermanganat]] (''[[Konzentration|c]]'' = 10<sup>-4</sup> mol/L) im Wellenlängen-Bereich von 400 - 600 nm mit einer Schrittweite von 25 nm auf, notiere die jeweils messbare Extinktion und zeichne anhand Deiner Messwerte ein aussagekräftiges Absorptionsspektrum. Vergleiche Deine Lösung mit einer Internetrecherche, z. B. über die Bildersuche von Google.* Plane auf Basis Deines Vorversuches eine Messreihe, die geeignet ist, eine Extinktionsgerade zur Konzentrationsbestimmung einer Kaliumpermanganatlösung abzuleiten.<br />Vergleiche Deine Lösung mit der Vorgehensweise, die im Abschnitt [[Fotometrie#Verd.C3.BCnnungsreihe_herstellen_und_Extinktionsgerade_ermitteln|Extinktionsgerade ermitteln]] erläutert ist.* Spektralphotometrische Konzentrationsbestimmung von [[Eisen]], [[Mangan]] und [[Nitrit]] im Artikel [[Quantitative Analyse]]{{NiU|120|35 (2010)|Hausmann, Florian und Lutz, Burkard: Nitrat-Ionen bestimmen. Ein fotometrisches Analyseverfahren für den Schulunterricht}} Darstellung des [[Indol]]-Verfahrens, bei dem das in der Probe enthaltene [[Nitrat]] zu [[Nitrit]] [[Reduktion|reduziert]] und dann fotometrisch bestimmt wird.{{Ex-ch09|{{fb|417}}|2|Natürliche Farbstoffe|[[Absorption|Absorptionsspektrum]] von Blattstoffen}}:<br />- Bei welcher Wellenlänge des Lichtes erfolgt die maximale Absorption durch den Blattfarbstoff [[Chlorophyll]]?<br />- Welcher Lichtanteil (Farbe) ist für den Pflanzenwuchs bzw. die [[Fotosynthese]] besonders bedeutsam?{{Ex-ch09|{{fb|425}}|2|Azofarbstoffe und Indikatorfarbstoffe|Absorptionsspektren von [[Methylorange]] und [[Bromthymolblau]]}}{{cb|-|225, 407|482}}* Zusammenhang zwischen Extinktion, Transmission und Absorption am Beispiel des Farbstoffes [[Rhodamin B]]
{{www}}
* [http://www.chem.uni-potsdam.de/atb/BilderAktuell/Photometrie.pdf Photometrische Bestimmung von Kupfer] - ausführliches erläutertes Beispiel der Uni Potsdam (PDF, 4 S.)
* Arbeitsblätter zum Thema vom [http://www.kappenberg{{c}}pages/start/start.htm Chemie-Arbeitskreis Kappenberg]: [http://www.kappenberg{{c}}pages/mitmedizintechnik/lowcost_fotometrie/lowcostfoto.htm Link], z. B. Bestimmung des [[Kupfer]]anteils im [[Messing]], Eisen(III)-Ionen* [http://info.fh-wels.at/skripten/MKroeppl/LVA_2_Semester/05_FOTOMETRIE%20Eisenbestimmung.pdf Eisenbestimmung (Fe<sup>2+</sup>)] mit 1,10-[[Phenanthrolin]]* Kantonsschule Solothurn: [http://www.ksso.ch/fileadmin/uploads/Fachschaften/Chemie/Dateien/S_Praktikum/Quantitative_und_qualitative_Analysen/P_Citronensaeurephot.doc Photometrische Bestimmung des Citronensäuregehaltes in Zitronensaft]* [http://www.aks.ruhr-uni-bochum.de Alfried Krupp-Schülerlabor an der Ruhr-Universität Bochum]: [[Schüler-Praktikum Wasseruntersuchungen]], Skript mit Arbeitsblättern zu folgenden Versuchen (Versuch #):: (7) Grundlagen der Fotometrie: Verdünnungsreihe: (8) Fotometrische Kupfer-Bestimmung: (9) Fotometrische Eisen-Bestimmung{{blume|rk/rk-lbg.htm}}: Grundlegende Versuchsreihe mit [[Kristallviolett]]* Spekwin32: Freies Programm zur Erzeugung von Spektren aus Tabellenwerten. [http://www.effemm2.de/spekwin/spekwin_manual.html Info], [http://www.effemm2.de/spekwin/spekwin32_install_de.exe Download], [http://www.effemm2.de/spekwin/Spekwin32_Manual_grau_3_1.pdf PDF-Manual]* [[Coffein]]: [http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2005/2222/pdf/HolfeldMartin-2005-06-06.pdf Martin Holfeld: Fotometrische Coffein-Bestimmung in Sportgetränken. In: Chemie und Sport, S. 82.]*[https://www.steiner-chemie.de/downloads/aqualytic_methodenhandbuch/ins_handbook_of_methods_de_aqua.pdf Steiner Chemie: Das Aqualytic® Nachschlagewerk der Photometrie][[Kategorie:Chemie]][[Kategorie:Methoden]][[Kategorie:Farbstoff]]
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Fotometrie

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/* Experimente */
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