Spektrofotometrisk bestämning av koppar | Lab Rapport

Materiel

Grafräknare eller liknande
laborationsrock
glasögon
slask bägare
spektrofotometer
kyvett
2st 100ml mätkolv
5, 10, 25 ml automatpipett
5st 50ml mätkolv
mjukt papper för att torka

Kemikalier
mynt (7,0298g enkrona från 1986)
0,100 mol/dm3 CuSO4
5 mol/dm3 NH3
Avjoniserat H2O
7,0298g mynt upplöst i 1000ml

Inledning
En Enkrona är silverfärgad men ändå står det att den innehåller koppar. Under denna labb undersöks hur mycket koppar en enkrona egentligen innehåller. För att ta reda på detta behövs lite bakgrundsinformation.

Spektrofotometri är den valda analysmetoden för den här labben. Spektrofotometri sker genom att spektrofotometern får lysa på provet som ska analyseras med elektromagnetiskstrålning (ljus).

Under denna Labb används en UV-VIS spektrofotometer, det betyder att spektrofotometern skickar ut och detekterar strålning som ligger på våglängderna för UV-strålning till och med synligt ljus.

Eftersom en så kallad vanlig spektrofotometri, är det som görs i denna labb, kommer jag endast ta upp hur just det fungerar.

Det går till som så att provets yttre elektroner kommer att absorbera energi från den elektromagnetiska strålningen. Om den har rätt våglängd, och på så sätt få en högre energi nivå.

Att det bara är det yttersta elektronerna som blir påverkade av detta beror på att endast strålning inom intervallet UV- VIS används, och denna strålning påverkar bara de yttersta elektronerna. Hur mycket energi/strålning som har absorberats av ämnet, mäts sedan av en detektor på andra sidan.

Desto större koncentrationen av ämnet som mäts är i provet, desto mer strålning/energi kommer provet att absorbera. Eftersom det då finns fler atomer/molekyler som kan absorbera energin från den valda våglängden(ʎ) i provet. Man vad är då rätt våglängd? (Andersson et al., 2013)

Jo, Färgade atomer och molekyler absorberar ljus av olika våglängder beroende på vilken färg det har. Till exempel absorberar något som är grönt, ljus inom det blåa och röda våglängdsområdena.

På samma sätt absorberar många ofärgade ämnen ljus inom en våglängd på UV- spektret. Innan mätningarna börjar måste alltså en våglängd väljas. Den våglängd som väljs är den där provet absorberar ljus bäst.

För att bestämma vart provet absorberar ljus bäst, används spektrofotometern. Den bes skanna över ett intervall med våglängder och skapar sedan en kurva med hur absorptionen beror på våglängden.

Våglängden där absorptionen var störst väljs, i detta fall var det 610nm, och sen mäts det hur absorptionen beror på koncentrationen enligt A= ɛ × c × l.

Där A= absorptionen, c= koncentrationen, ɛ= absorptionskoefficient för det specifika ämnet och l= tjockleken på lösningen ljuset går igenom. ɛ och l är alltid konstanta för det specifika lösningar som ska beräknas och därför slås dessa ihop till en konstant i beräkningarna. (Andersson et al., 2013)

För att få en kurva på hur absorptionen beror på koncentrationen måste först absorbansen på några lösningar med känd koncentration beräknas. Det görs med hjälp av att mäta absorbansen på några standardlösningar, vilka har en känd koncentration.

Sedan går det att med hjälp av ett digitalt verktyg skapa en kurva anpassad till punkterna av koncentration och absorbans. Med detta går det att skapa en kalibreringskurva vilket är linjär, Och sedan går den att använda för att ta reda på koncentrationen för ett prov med okänd koncentration.

Provet med okänd koncentration kallas provlösning, och efter att ha kollat provlösningens absorbans med hjälp av Spektrofotometern, används kalibreringskurvan för att bestämma provlösningens koncentration, och den ”bägaren” som provet mäts i, i spektrofotometern kallas kyvett. (Andersson et al., 2013)

I denna labb mäts koncentrationen av kopparjoner (Cu2+) och för att spektrofotometern ska mäta koncentrationen kopparjoner (Cu2+), förstärks färgen på lösningen. Detta görs genom att tillsätta ammoniak (NH3) vilket då bildar en komplex jon, tetraaminkoppar (II)-jon.

Tetraaminkoppar har en mycket mörkblå färg. Färgen på Tetraaminkoppar är starkare än färgen på kopparjoner. Samma koncentration med Tetraaminkoppar kommer därför ha en starkare färg än samma koncentration med bara kopparjoner. (Chemguide, 2014) Tetraaminnickel kommer också bildas och har färgen lavendel/blå (Wikipedia, 2019)

Enkronan som kommer från år 1986, och löstes upp i salpetersyra (HNO3) vilket är en färglös vätska, (Nationalencyklopedin [NE], u.å., salpetersyra). En enkrona från 1986 består av kopparnickel enligt Ingemar myntsida (2015). Ingemars myntsida (2015) säger också att en enkrona från 1986 väger 7g.

kopparnickel är en legering mellan koppar och nickel. Att tillsätta nickel höjer hållfastheten och korrosionshärdigheten för legeringen. Det ändrar även färgen till silver från kopparens vanliga rödbruna färg.

Kopparnickel med ca 25% nickel är vanligt i mynt, men legeringar med ca 10–30% nickel finns också, hur mycket nickel som tillsätts till legeringen beror vad för produkt som vill fås.

Kopparnickel innehåller förutom koppar och nickel en mycket liten mängd järn. (Nationalencyklopedin [NE] u.å., nickelbrons) Koppar har molmassan 63,5 gram/mol, och kopparjoner i vatten lösning har färgen blå.

Nickel har molmassan 58,7gram/mol och nickeljoner i vattenlösning har färgen ljusgrön-blå. (Andersson et al., 2013)

HPLC- high pressure liquid chromatography är en annan analys metod, denna kan både mäta kvantitativt och kvalitativt, och separerar ämnen baserade på principen ”lika löser lika” innan de mäts kvantitativt. (Andersson et al., 2013)

Innehållsörteckning
Inledning 2
Metod 4
Materiel 4
Kemikalier 4
Utförande 4
Resultat 5
Resultat beräkningar 5
Analys och Diskussion 8
Källförteckning 10

Få gratis tillgång till uppdraget

Ladda upp en av dina egna uppgifter och gå åt den här. Det tar bara två minuter