Spektralfotometer

Spektralfotometer
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Konzentration		Fotometrie

Das Spektralfotometer ist ein optisches Messsgerät zur Bestimmung der Absorption von Licht und damit der Konzentration von farbigen Flüssigkeiten.

Die chemische Analysemethode der fotometrische Bestimmung sowie die wesentlichen physikalischen Grundlagen sind im Artikel Fotometrie näher erläutert. Diese Kenntnisse vorausgesetzt, lässt sich der wesentliche Unterschied zum einfachen Fotometer (= Messgerät zur Bestimmung der Lichtstärke) nachvollziehen: Das Spektralfotometer liefert Licht eines kontinuierlichen Frequenzbereiches. Mittels Drehknopf lässt sich die gewünschte Wellenlänge λ einstellen und somit beispielsweise ein Absorptionsspektrum eines Stoffes für einen breiten Wellenlängenbereich aufnehmen.

	Rot	Orange	Gelb	Grün	Blau	Indigo	Violett

λ in nm	700	650	580	550	500	450	400

An der BBS Winsen steht für Schülerversuche ein Spektralfotometer Jenway 6100 zur Verfügung. Das Modell 6100 arbeitet in einem Wellenlängenbereich von λ = 320 bis 920 nm bei einer Wellenlängengenauigkeit von ± 2 nm und einer fotometrischen Genauigkeit von ± 1% bzw. Extinktion ±0,005.

Messungen mit dem Jenway 6100

Viele Meßmethoden sind in der entsprechenden Literatur ausgieb~g beschrieben und die dort empfohlene Wellenlänge sollte auch bei diesem Ger~t eingestellt werden. Bei Proben, bei denen die Wellenlänge noch nicht bekannt ist, kann man diese durch Komplementärfarben in etwa ermitteln. So benötigt z.B. eine blaue Probe ein gelbes Filter, oder eine gelbe Probe ein blaues Filter. Die folgende Liste zeigt die entsprechenden Komplement~rfarben und kann von rechts nach links, oder von links nach rechts gelesen werden.

blau -gelb grünblau - orange blaugrün -rot grün -rot oder blau

Die jeweils eingestellte Filterfarbe kann sichtbar gemacht werden, indem man eine weiße Karte in den Lichtweg des Gerätes hält. Es zeigt zum Beispiel, daß bei 400 nm ein blaues Licht entsteht oder bei 700 nm ein rotes.

Achtung: Das menschliche Auge ist nicht in der Lage, Lichtwellen unter 400 nm oder über 700 nm zu erkennen. Wenn die richtige Komplementärfarbe ermittelt wurde, sollte nun die genaue Wellenlänge eingestellt werden. Diese gibt normalerweise einen maximalen Extinktionswert "ABS".

Dazu geht man in kleinen 5 nm-Schritten mit der Wellenlänge auf oder ab, bis sich der Maximalwert einstellt. Die Messung sollte wie folgt ausgeführt werden:

Gerät min. 15, besser 30 Minuten aufwärmen lassen.
"Null-Lösung", i.d.R. dest. Wasser, in den Küvettenhalter einsetzen, Probenkammer schließen und gewünschte Wellenlänge einstellen.
Extinktionsmessung: Mit Hilfe der Taste [Mode] die Messart ABS wählen und Kalibriertaste [CAL] drücken. Die Anzeige geht auf Null, das Gerät ist messbereit.
Durchlässigkeitsmessung: Mit Hilfe der Taste [Mode] die Messart %T (= )wählen und Kalibriertaste [CAL] drücken. Die Anzeige geht auf 100, das Gerät ist messbereit.