Test na Výpočty ve spektrofotometrii

Otázka 1: Koncentrace vzorku roztoku (roztoku vz2) stanovená přímo z rovnice kalibrační přímky y = 0,20356x - 0,00003 v úloze 5(c) je vyjádřena v jednotkách mol/l.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Kalibrační přímka v úloze 5(b) byla získána z dat, kde závislost absorbance byla vynesena na koncentraci v mg/l. Tudíž proměnná 'x' v rovnici y = 0,20356x - 0,00003 reprezentuje koncentraci v mg/l, nikoliv v mol/l.

Otázka 2: Molární absorpční koeficient vypočtený pro kalibrační roztok č. 4 z poskytnutých dat (včetně koncentrace zásobního roztoku a naměřené absorbance) je přibližně 11,78 L·mol⁻¹·cm⁻¹.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Nejprve se vypočítá koncentrace zásobního roztoku CuSO₄·5H₂O: M = 249,69 g/mol, hmotnost = 4,9938 g, objem = 200 ml (0,2 L). Koncentrace zásobního roztoku = (4,9938 g / 249,69 g/mol) / 0,2 L = 0,02 mol / 0,2 L = 0,1 mol/L. Dále se vypočítá koncentrace kalibračního roztoku č. 4: Objem zásobního roztoku V₁ = 8 ml, celkový objem = 8 ml + 12 ml = 20 ml. Koncentrace roztoku č. 4 = (0,1 mol/L * 8 ml) / 20 ml = 0,04 mol/L. Absorbance roztoku č. 4 je 0,4713 a délka kyvety je 1 cm. Pomocí Beerova-Lambertova zákona A = εbc lze vypočítat molární absorpční koeficient ε = A / (b * c) = 0,4713 / (1 cm * 0,04 mol/L) = 11,7825 L·mol⁻¹·cm⁻¹, což je přibližně 11,78 L·mol⁻¹·cm⁻¹.

Otázka 3: Na základě spektrofotometrických dat a kalibrační přímky pro paracetamol, jaká je reálná hmotnost účinné látky v jedné analyzované tabletě paracetamolu?

A. 77.2 mg

B. 500 mg

C. 119.1 mg

D. 7.72 mg

Vysvětlení: Nejprve je potřeba vypočítat absorbanci roztoku vz2 z naměřené transmitance T_vz2 = 48.5%. Absorbance A_vz2 = -log(T_vz2 / 100) = -log(0.485) = 0.3143. Následně se pomocí rovnice kalibrační přímky y = 0.20356x - 0.00003 určí koncentrace roztoku vz2 (c_vz2), kde y je absorbance a x je koncentrace. 0.3143 = 0.20356 * c_vz2 - 0.00003, z čehož c_vz2 = (0.3143 + 0.00003) / 0.20356 = 1.544 mg/l. Roztok vz2 byl připraven zředěním 2.0 ml roztoku vz1 na 100 ml. Koncentrace roztoku vz1 (c_vz1) je tedy c_vz1 = c_vz2 * (100 ml / 2.0 ml) = 1.544 mg/l * 50 = 77.2 mg/l. Protože roztok vz1 měl celkový objem 1000 ml (1 L), reálná hmotnost paracetamolu v jedné tabletě je c_vz1 * 1 L = 77.2 mg/l * 1 L = 77.2 mg.

Otázka 4: V části 5(c) je popsáno určení koncentrace roztoku vzorku (roztoku vz2) pomocí kalibrační přímky. Naměřená transmitance tohoto roztoku byla T vz2 = 48,5 %. Jaký je první nutný krok pro určení koncentrace roztoku vzorku (roztoku vz2) pomocí rovnice kalibrační přímky (y = 0,20356x - 0,00003)?

A. Přímé dosazení hodnoty transmitance do rovnice kalibrační přímky.

B. Přepočet naměřené transmitance na absorbanci.

C. Výpočet molární koncentrace zásobního roztoku paracetamolu.

D. Stanovení objemu destilované vody potřebné pro ředění.

Vysvětlení: V části 5(b) je uvedeno, že kalibrační přímka (y = 0,20356x - 0,00003) byla získána ze závislosti absorbance (y) na koncentraci. V části 5(c) je zadáno, že pro určení koncentrace roztoku vzorku se má použít tato rovnice, ale je k dispozici pouze naměřená transmitance T vz2 = 48,5 %. Proto je nutné nejprve převést transmitanci na absorbanci, aby bylo možné hodnotu dosadit jako 'y' do rovnice kalibrační přímky.

Otázka 5: Molární absorpční koeficient vypočítaný z dat, kde projde 50 % světla roztokem o koncentraci 0,75 mol/l v kyvetě o délce 2 cm, je 1,1673 l.mol ⁻¹.cm ⁻¹.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: V bodě 2 je pro případ 50% transmise světla roztokem s koncentrací 0,75 mol/l v kyvetě 2 cm molární absorpční koeficient vypočítán jako ε = log 2 / (0,75 mol.l ⁻¹ × 2 cm) = 0,2007 l.mol ⁻¹.cm ⁻¹. Hodnota 1,1673 l.mol ⁻¹.cm ⁻¹ je molární absorpční koeficient vypočítaný v bodě 3 z kalibrační přímky A = 2,3345c − 0,0377 pro kyvetu o délce 2 cm, a nikoli z dat o 50% transmisi.