KWALIFIKACJA CHM4 - WRZESIEŃ 2014

PYTANIE NR 29.
Na rysunku przedstawiono blokowy schemat
Ilustracja przedstawia blokowy schemat spektrofotometru, który jest urządzeniem używanym w analizie chemicznej do pomiaru
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Spektrofotometr rozpoznaje się po schemacie obejmującym typowy tor optyczny: źródło promieniowania, element wyboru długości fali (np. monochromator/filtr), miejsce na próbkę (kuweta) oraz detektor i układ odczytu sygnału. Konduktometr mierzy przewodnictwo elektrodami, refraktometr współczynnik załamania, a polarymetr skręcalność optyczną.

Pełne wyjaśnienie:

Schemat blokowy spektrofotometru zwykle przedstawia ciąg elementów, które tworzą tor optyczny i tor pomiarowy sygnału. Najczęściej można w nim rozpoznać: źródło promieniowania, następnie układ selekcji długości fali (filtr lub monochromator), dalej miejsce na próbkę w kuwecie, potem detektor (zamieniający natężenie promieniowania na sygnał elektryczny) oraz układ wzmacniania/odczytu.

Odpowiedź "spektofotometru." jest poprawna, bo tylko ten przyrząd wśród podanych z definicji wymaga kompletnego toru optycznego: kontrolowanego źródła światła, wyboru długości fali i detekcji natężenia po przejściu przez próbkę (lub po odbiciu/rozproszeniu – zależnie od typu). To odpowiada logice schematu blokowego, gdzie widać kolejne moduły przetwarzania promieniowania i sygnału.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:

  • "konduktometru." – konduktometr opiera się na pomiarze przewodnictwa elektrycznego roztworu za pomocą elektrod i układu pomiaru impedancji/prądu. W typowym schemacie nie ma toru optycznego ani monochromatora.
  • "refraktometru." – refraktometr służy do wyznaczania współczynnika załamania światła, zwykle przez analizę granicy światło–cień lub układu pryzmatów. Schemat blokowy nie przypomina klasycznego: źródło–monochromator–kuweta–detektor.
  • "polarymetru." – polarymetr mierzy skręcalność optyczną i wymaga polaryzatora oraz analizatora (elementów polaryzacyjnych). To inna idea pomiaru niż wybór długości fali i detekcja absorbancji w torze UV-Vis.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli na rysunku widzisz sekwencję "źródło promieniowania → wybór długości fali → próbka → detektor → odczyt", myśl najpierw o spektrofotometrii, a dopiero potem o innych przyrządach optycznych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Spektrofotometr to przyrząd do pomiaru ilości światła pochłoniętego (lub transmitowanego) przez próbkę przy określonej długości fali. Wynik opisuje się zwykle jako transmitancję lub absorbancję, co pozwala m.in. oznaczać stężenia metodą krzywej kalibracyjnej.
Najczęściej są to: źródło promieniowania, układ wyboru długości fali (filtr/monochromator), komora kuwetowa z próbką, detektor oraz elektronika przetwarzania i odczytu. Taki układ odróżnia spektrofotometr od mierników elektrycznych czy prostych przyrządów optycznych.
Monochromator (lub filtry) wybiera wąski zakres długości fali. Dzięki temu pomiar dotyczy konkretnej długości fali, co zwiększa selektywność i poprawia interpretację wyniku (np. dobór maksimum absorpcji analitu). Bez selekcji długości fali sygnał byłby mieszanką wielu składowych.
Spektrofotometr mierzy właściwości optyczne próbki (pochłanianie światła), a konduktometr mierzy przewodnictwo elektryczne roztworu elektrolitu za pomocą elektrod. W konduktometrze kluczowy jest układ pomiaru sygnału elektrycznego, a nie tor optyczny z selekcją długości fali.
Refraktometr służy do wyznaczania współczynnika załamania światła (często pośrednio także stężenia, np. cukru). To inny mechanizm niż pomiar absorbancji. W refraktometrii nie analizuje się spadku natężenia wiązki po przejściu przez próbkę w funkcji długości fali.
Polarymetr mierzy skręcalność optyczną, czyli zmianę płaszczyzny polaryzacji światła po przejściu przez substancję optycznie czynną. Typowe są elementy polaryzacyjne (polaryzator i analizator). To odróżnia go od spektrofotometru, gdzie kluczowe są monochromacja i detekcja natężenia.
Szukaj sekwencji bloków: źródło promieniowania → element wyboru długości fali → miejsce na próbkę (kuweta) → detektor → elektronika/wyświetlacz. Jeśli zamiast tego widać elektrody w roztworze, to bardziej pasuje do konduktometru; jeśli pryzmaty i granica światło–cień, to do refraktometru.
Najczęstsze pomyłki wynikają z patrzenia na pojedynczy element (np. "komora" lub "czujnik") bez analizy całej sekwencji pomiarowej. Uczniowie mylą też przyrządy optyczne między sobą, gdy nie sprawdzają, czy schemat zawiera selekcję długości fali i detekcję natężenia po przejściu przez próbkę.
Najczęściej wynik podaje się jako absorbancję lub transmitancję, ale zależy to od trybu i konstrukcji. W praktyce szkolnej i egzaminacyjnej spektrofotometr UV-Vis kojarzy się przede wszystkim z pomiarem absorbancji roztworów oraz z wyznaczaniem stężeń na podstawie kalibracji.
Warto nauczyć się "podpisywać" typowe schematy: tor optyczny (spektrofotometr/polarymetr) oraz tor elektryczny z elektrodami (konduktometr). Pomaga też lista charakterystycznych elementów: monochromator i kuweta dla spektrofotometru, polaryzator–analizator dla polarymetru, pryzmat dla refraktometru.
info

Statystycznie 47% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Konduktometr mierzy przewodnictwo elektrodami, refraktometr współczynnik załamania, a polarymetr skręcalność optyczną."

Materiały:

  • Podręcznik do analizy instrumentalnej (działy: spektrofotometria UV-Vis; budowa spektrofotometru)
  • Instrukcje obsługi (DTR) spektrofotometrów UV-Vis używanych w pracowniach szkolnych
  • Zestawy zadań egzaminacyjnych z rozpoznawania aparatury i metod pomiarowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego