داستان شیرین قند (بخش ششم)

در بخش قبل به سوالات تخصصی درباره انتخاب نوع مواد برای انجام هر آزمایش و دلیل انتخاب مقدار گرم هر نوع مواد توضیح داده شد .در این بخش به توضیح دقیق دستگاه ها و مسائل مهندسی می پردازیم . این بخش مربوط به ریز نکات و طریقه ی استفاده از دستگاه و تجهیزات است .

1- طریقه ی کارکرد دستگاه اسپکتروفتومتر را توضیح دهید ؟ یک نوع غلظت سنج است و طول موج های متفاوت و زیادی از صفر تا بی نهایت دارد . زمانی که به محلول رنگی یک نوری بتابد ، مقداری از این نور جذب محلول می شود و مقداری دیگر از محلول عبور می کند . برای مثال فرض می کنیم که 100 واحد نور به یک محلول رنگی بتابانیم ، از آن طرف محلول 60 واحد را رد می کند و 40 واحد را جذب خود می کند . بنابراین هر چه محلول ها غلیظ تر باشند ، نور بیشنری را جذب می کنند و هرچه رقیق تر باشند نور بیشتری را رد می کنند . این خاصیت که اگر محلول غلیط باشد نور بیشتری را جذب می کند و … ، یک خاصیت خطی نیست . یعنی اگر ما محلول های مختلف را در طول موج های مختلف قرار دهیم ، دستگاه یک نمودار خطی به ما نمی دهد بلکه یک نمودار منحنی به ما می دهد . این که ما محلول مورد نظر را در چه طول موجی قرار می دهیم ، میزان جذب و رد شدن آن طول موج متفاوت است و بستگی به نوع محلول دارد . برای مثال زمانی که محلول سولفات مس و محلول سولفات آهن که هر دوی آن ها محلول های رنگی هستند را در طول موج 500 نانومتر قرار دهیم ، این دو محلول یک عدد به ما نمی دهند . حال سولفات مس را در دو طول موج مختلف بگذاریم ، دو عدد یکسان نمی دهند چون شدت طول موج ها تفاوت20 PPM اگر دو محلول
دارند . محلول یکی است اما طول موج متفاوت است و میزان جذب و نشر نیز فرق دارد . وقتی می خواهیم به وسیله دستگاه اسپکتروفتومتر غلظت یک محلول را شناسایی کنیم از یک طول موج شروع می کنیم و به آن مدام نور می تابانیم و عدد آن را می خوانیم و به طور مکرر طول موج را اضافه و زیاد می کنیم و عدد آن را می خوانیم که هر چه طول موج زیاد می شود میزان جذب نور هم آرام آرام زیاد می شود تا به یک قله می رسد و بعد دوباره آرام آرام میزان جذب کم می شود و جذب نور افت می کند . اکثر محلول ها و ترکیب ها یک قله دارند که در آن قله و در آن طول موج بیشترین جذب طول موج را دارند . البته بعضی از محلول ها و ترکیبات نیز دو قله دارند برای مثال ساکارز دو قله دارد که برای اندازه گیری غلظت آن می توانیم آن را در دو عدد طول موج اندازه گیری کنیم . طول ماکزیمم موج یعنی همان قله ای که در آن بیشترین جذب انجام می شود و کمترین خطا را دارد یعنی طول موجی که بیشترین جذب و کمترین خطا را دارد . هر چه عدد بیش تر باشد خطا کم تر است . در مرحله ی اول فقط طول موج های مختلف را پیدا می کنیم یعنی یک محلول با غلظت ثابت و مشخص و یکسان ولی طول موج های مختلف . که در این مرحله با تاباندن طول موج های مختلف ، بیشترین طول موج را پیدا می کنیم که به اصطلاح همان قله مشخص می شود . در مرحله دوم یک محلول با غلظت های متفاوت و یک طول موج یکسان داریم که یک نمودار می کشیم و رسم می کنیم که این نمودار به صورت مستقیم نیست و منحنی است ولی یک قسمت هایی از آن یک خط صاف دارد به بیان بهتر می توان گفت بیشتر به خط صاف شبیه است . برای درک بهتر به نمودار روبه رو دقت کنید :

برای اینکه بهتر نمودار را درک کنیم : میزان جذب یک حداقل و حداکثری دارد برای مثال در یک طول موج جذب حداکثر 100 است و در نمودار با غلظت صعود می کند ولی از آن مقدار به بعد حتی اگر میزان غلظت نیز افزایش یابد میزان جذب همان 100 است که در نمودار ، قبل از عدد 100 ، هم میزان جذب و هم میزان غلظت هر دو صعود می کنند ولی بعد از عدد 100 فقط میزان غلظت صعود و افزایش دارد چون حداکثر میزان جذب 100 واحد است . برای خواندن نمودار نیز در همان محدوده خطی حساب می کنیم و می گوییم اگر در ( محدوده ای که خط ، است ) غلظت به ما داد برای مثال 0.5 ، برابر است با 1 . یعنی 0.5 واحد از غلظت برابر است با 1 واحد از از جذب طول موج . تنها نکته ای که وجود دارد این است که برای محاسبه و اندازه گیری باید از ابتدای آن جا که غلظت و جذب با هم صعود می کنند تا آنجایی که یکی از موارد صعود کرده و دیگری صعود و افزایشی ندارد ، حساب و اندازه گیری کنیم . برای مثال روی آن خطی که فقط غلظت صعود می کند نمی توان اندازه گیری یا محاسبه کرد .

برای مطالعه ادامه بر روی همین لینک کلیک و فایل پی دی اف را دانلود کنید

مطالب دیگر در باره قند

پژوهشگر و نویسنده: ایمان انصاری