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A-level 应用科学/物质探究/比色法

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比色法的用途

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比色法在化学和其他领域得到应用,例如工业、彩色印刷、纺织品制造、油漆制造和食品工业(包括巧克力工业)。比色法也用于阿司匹林。

比色法可以检测出人眼无法察觉的最小颜色差异。在化学试剂的作用下,样品会呈现出特定的颜色,显示出所测试物质的浓度。

比色法只是多种光度分析技术中的一种,即测量光的方法。

以下是大多数可能的比色测试

比色法可用于确定任何有色物质的浓度。

比色法的应用

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食品饮料质量控制

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  1. α-淀粉酶活性
  2. 牛奶质量
  3. 其他质量测试

矿物油和燃料

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  1. 航空燃料中的防冰添加剂
  2. 标记油
  3. 可炭化物质
  4. 铅含量

医疗和临床测试

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  1. 血液或尿液中的α-淀粉酶
  2. 胆红素
  3. 胆固醇
  4. 血胆碱酯酶活性
  5. 血细胞的血红蛋白含量
  6. 血清铁
  7. 乳酸脱氢酶
  8. 尿液/粪便中的铅
  9. 血液/尿液的pH值
  10. 酚磺酞(酚红)排泄试验
  11. 苯丙酮酸
  12. 血液中的磷酸酶
  13. 血液中的无机磷
  14. 蛋白质
  15. 血液中的水杨酸盐
  16. 血液中的糖/葡萄糖
  17. 磺溴酞潴留
  18. 血液/尿液中的磺胺类药物
  19. 三氯乙酸
  20. 血液中的尿素
  21. 血清中的尿酸

空气监测测试

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  1. 比比诺

比色测量是使用通过彩色滤光片的光进行的。光线然后通过一个装有实际化学物质的小盒子(比色皿)。离开实际样品的光线应该少于进入化合物的光线。光线的损失始终反映出化合物的浓度。

比色法只能对电磁光谱可见区域内的测量值进行,即 380-780 nm。影响样品吸收光量的主要一般因素是光的波长和溶液的颜色。

当制造商使用比色计时,他们可以选择使用哪种波长。选项包括

  1. 明胶滤光片
  2. 干涉滤光片
  3. 光栅单色仪
  4. 棱镜

样品制备

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将棉线称重到坩埚中,将棉线系在铁丝上,然后将坩埚放入容器中。这适用于粉末状物质

铁浓度的比色测量

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通过制作几种已知浓度的硫酸亚铁溶液,可以确定每种溶液的吸光度,并构建校准曲线。给定未知浓度的溶液,可以根据其吸光度确定其浓度。

将提供已知浓度的硫酸亚铁溶液。

  • 容量瓶,100cm³
  • 比色计
  • 刻度吸管
  • 吸管填充器
  • 比色皿
  • 硫酸亚铁 (0.100 mol dm-3)

注意事项

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始终佩戴护目镜、防护手套和实验服。
确保穿着鞋子。

  1. 使用比色计测量水样和标准溶液在不同波长下的吸光度。选择合适的波长进行后续实验。
  2. 作为一个小组,确定需要如何稀释标准溶液。需要制作一系列吸光度与水样相似的稀释液。
  3. 使用比色计在适当的波长下测定所有制备的稀释标准溶液的吸光度。
  • 绘制未知样品和标准溶液的吸光度与波长的关系图。
  • 解释你选择波长的原因。
  • 绘制稀释标准溶液的吸光度与浓度的关系图。
  • 计算未知溶液的浓度。
  • 评论图表的形状:根据比尔-朗伯定律,它应该是一条经过原点的直线(即成正比)。

风险评估

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  • 实验或活动:色度法
  • 使用的材料或步骤:危险
  • (它可能造成的危害):风险
  • (发生危害的可能性):降低风险
  • (可以采取哪些措施来使其更安全):紧急程序(如果发生事故该怎么办,例如急救)
  • 硝酸
  • 磷酸
  • 碘酸钾
  • 高锰酸钾

所有这些物质对皮肤有害。如果与皮肤接触,它们会刺激皮肤。如果长时间接触还会导致皮肤灼伤。也会进入眼睛,导致失明。

处理酸时戴防护手套。进行实验时始终佩戴防护眼镜。

如果与皮肤接触,立即用冷水冲洗。如果酸进入眼睛,冲洗并清洗眼睛。

观察和测量

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完成实验后,你的结果应该显示出清晰的模式。随着溶液浓度的增加,记录的吸光度也应该增加,这意味着它们是成比例的。

结果、计算和评估

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百分比%未知 (A)0.1 M (A) 100% 0.13 0.29 75% 0.10 0.24 50% 0.08 0.15 25% 0.06 0.11

我们色度法实验的评价:我们实验的优点是获得了良好的结果,与班上其他同学相比也很好,因为我们图表中显示的百分比与我们的百分比相近。我们色度法实验的缺点是比色计出现了故障,有时会给出错误的读数,这让我们有些退步,因为我们不得不更换比色计,这意味着我们无法重复实验。

色度法的科学原理

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色度法是描述颜色用数字的科学。它应用于化学,以及彩色印刷、纺织制造和油漆制造等行业。

色度计测量通过有色溶液的光强与进入溶液的光强之比。探测器测量溶液的透光率 (T)(通过的光的百分比)。这在数学上转换为吸光度 (A = #log10T)。吸光度与浓度成正比(比尔-朗伯定律)。硫酸的色度为蓝色,进行系列稀释时吸光度为 0.42。

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