KWALIFIKACJA CHM4 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 6.
Która z przedstawionych na wykresie długości fali widma absorpcyjnego jonów MnO4- powinna być stosowana jako długość analityczna?
Ilustracja przedstawia wykres absorpcyjny, który jest typowym narzędziem używanym w analizie chemicznej, szczególnie w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Długość fali analityczną dobiera się zwykle w maksimum absorpcji (λmax) badanego analitu, bo wtedy metoda ma najwyższą czułość i mniejszą podatność na błąd od niewielkiego przesunięcia długości fali. Z przedstawionych wartości maksimum odpowiada 528 nm, więc to ona powinna być użyta.

Pełne wyjaśnienie:

W spektrofotometrii UV-Vis do analizy ilościowej (np. przy stosowaniu prawa Lamberta-Beera) wybiera się długość fali analityczną tak, aby uzyskać możliwie najlepszy sygnał i powtarzalność.

Najczęściej stosowane kryterium to wybór długości fali odpowiadającej maksimum absorpcji (λmax) badanego związku/jonu w danych warunkach (rozpuszczalnik, pH, stężenie, droga optyczna). Powody są praktyczne:

  • Najwyższa czułość – w pobliżu λmax absorbancja jest największa, więc zmiana stężenia daje większą zmianę sygnału.
  • Mniejszy wpływ błędu ustawienia λ – w samym maksimum krzywa ma "spłaszczony" wierzchołek, więc niewielkie przesunięcie długości fali powoduje relatywnie mniejszą zmianę absorbancji niż na stromym zboczu pasma.
  • Lepsza selektywność – często łatwiej odróżnić analit od tła/interferentów, gdy mierzy się w charakterystycznym maksimum.

Dlatego, analizując widmo absorpcyjne jonów MnO4-, należy wskazać tę z podanych długości fali, która na wykresie odpowiada szczytowi pasma absorpcji. W tym zadaniu jest to 528 nm.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • 420 nm – leży w obszarze, gdzie absorbancja jest mniejsza lub należy do innego fragmentu widma; pomiar byłby mniej czuły.
  • 548 nm – jest blisko poprawnej wartości, ale nie odpowiada maksimum; wybór "prawie szczytu" zwiększa wpływ drobnych zmian λ na wynik.
  • 700 nm – zazwyczaj znajduje się daleko od głównego pasma absorpcji w zakresie widzialnym dla tego typu barwnych jonów; sygnał bywa zbyt mały do precyzyjnej analizy.

W praktyce laboratoryjnej po wybraniu λmax wykonuje się zerowanie na próbie odniesienia (blank), dobiera zakres stężeń (aby uniknąć nieliniowości) i przygotowuje krzywą kalibracyjną dla wybranej długości fali.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Długość fali analityczna to taka długość fali, przy której wykonuje się pomiar absorbancji do oznaczenia ilościowego. Dobiera się ją tak, aby uzyskać wysoką czułość i dobrą powtarzalność, najczęściej w pobliżu maksimum absorpcji (λmax) analitu.
W λmax absorbancja jest największa, więc niewielka zmiana stężenia daje większą zmianę sygnału (lepsza czułość). Dodatkowo wierzchołek pasma jest mniej stromy, więc małe przesunięcie ustawienia długości fali zwykle mniej zniekształca wynik niż pomiar na zboczu pasma.
λmax odczytuje się jako długość fali odpowiadającą najwyższemu punktowi krzywej absorbancji (szczyt pasma). W praktyce warto zwrócić uwagę, czy jest to wyraźny pojedynczy szczyt oraz czy skala osi X (nm) i Y (A) jest poprawnie opisana.
Można, ale zwykle jest to gorsze rozwiązanie. Pomiar "obok" maksimum bywa bardziej wrażliwy na błąd ustawienia długości fali i zmiany warunków (np. przesunięcie pasma). Wyjątkiem są sytuacje, gdy w λmax występuje interferencja lub absorbancja jest zbyt duża i wychodzi poza zakres liniowości.
Typowe błędy to: wybór punktu na zboczu pasma zamiast szczytu, kierowanie się "ładną" liczbą z listy odpowiedzi bez odczytu z wykresu oraz ignorowanie interferencji (nakładania się widm). Często też myli się maksimum lokalne z maksimum globalnym, gdy widmo ma kilka pasm.
Zwykle położenie λmax nie zależy silnie od stężenia w typowym zakresie analitycznym, ale mogą pojawić się przesunięcia przy bardzo wysokich stężeniach, zmianach równowag chemicznych lub oddziaływaniach międzycząsteczkowych. Dlatego widmo najlepiej wyznaczać w warunkach podobnych do właściwego oznaczenia.
Widmo absorpcyjne pokazuje, jak silnie jony permanganianowe pochłaniają światło w funkcji długości fali. Na jego podstawie dobiera się parametry pomiaru UV-Vis do oznaczeń, kontroli jakości lub obserwacji reakcji (np. zmian barwy i stężenia w czasie).
Najczęściej stosuje się kuwetę o drodze optycznej 1 cm. Jeśli absorbancja jest zbyt duża, próbkę rozcieńcza się albo stosuje krótszą drogę optyczną, aby utrzymać pomiar w zakresie liniowym i uniknąć dużych błędów. Dla UV trzeba używać kuwet kwarcowych, a dla VIS często wystarczy szkło.
To zależy od konkretnego analitu i jego pasm absorpcji. Jeśli w okolicy 700 nm absorbancja jest bliska zeru, pomiar będzie mało czuły i nieprzydatny do oznaczenia ilościowego. Taką długość fali wykorzystuje się raczej jako punkt odniesienia lub gdy widmo faktycznie ma pasmo w tym obszarze.
Ćwicz odczyt λmax z wykresów i kojarz to z zasadą: "długość analityczna = maksimum absorpcji". Powtórz pojęcia: absorbancja, transmitancja, blank, prawo Lamberta-Beera oraz czynniki wpływające na widmo (pH, rozpuszczalnik, interferencje). Rozwiązuj zadania z interpretacją widm.
info

Około 46% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Długość fali analityczną dobiera się zwykle w maksimum absorpcji (λmax) badanego analitu, bo wtedy metoda ma najwyższą czułość i mniejszą podatność na błąd od niewielkiego przesunięcia długości fali."

Źródła:

  • ChemLibreTexts, "UV-Vis Spectroscopy" (sekcje o widmie absorpcyjnym i doborze λmax), https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry (dostęp: 2026-02-11)

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział o spektrofotometrii UV-Vis (prawo Lamberta-Beera, dobór λmax)
  • Ćwiczenia laboratoryjne z wyznaczania widma i krzywej kalibracyjnej
  • Instrukcja obsługi spektrofotometru (ustawianie długości fali, dobór kuwety, zerowanie tła)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego