虫红,红色偶氮染料粉,是常用的化妆品、食品、纺织、纸张、药品行业。虫红的几个名字,最常见的是红40或E129。
偶氮染料是合成与偶氮着色剂组(N = N -)在他们的化学结构(图1)。动力学是研究化学反应的速度发生。这个实验应用动力学染料降解。
图1所示。虫红的化学结构。图片来源:旅行车BV
漂白剂是利用作为氧化剂降解虫红的颜色。漂白剂的活性成分是次氯酸钠(NaClO),影响虫红的化学成分,导致红色消失(图2)。
图2。化学结构与漂白剂混合之后。图片来源:旅行车BV
在实验中,研究人员测量了透光率和虫红溶液的吸光度与漂白剂的解决方案相结合。虫红吸收绿色着色(480 - 560 nm)和传输红色着色(640 - 700海里)。吸收测量转换了求解未知浓度的改变虫红使用Beer-Lambert定律。
系统的描述
的AvaSpec-ULS4096CL-EVO光谱仪采用在这个调查(图3)。而不是传统的CCD技术,该谱仪使用CMOS(互补金属氧化物半导体)技术。
AvaSpec-ULS4096CL-EVO - 7010的最新电子产品,支持USB3和千兆以太网通信协议。为- 7010(又名EVO)电子产品提供了一个更快的处理器和50倍更多的板载内存,艾滋病的储存更多的光谱推波助澜的自营store-to-ram能力。
集成周期尽可能短9微秒,只要40秒支持的光谱仪探测器。光谱仪用于实验配置300 UA光栅槽/毫米范围200 - 1100 nm。这个实验测量数据在可见范围内(380 - 780海里)。
图3。吸光度/传输设置。图片来源:旅行车BV
实验用了AvaLight-HAL-S-Mini卤钨光源,常用在可见近红外光谱测量波长范围。这是一个紧凑,稳定卤素光源的可调聚焦纤维连接,优化所需的波长输出功率。
光源还包括一个可调的输出功率,可以提供更多的权力或灯寿命更长,根据应用程序的需求。AvaLight-HAL被选为实验,因为它是理想的可见光谱透射率和吸收测量。这个光源的波长范围是360 - 2500海里。
AvaLight-HAL-S-Mini也有一个内部TTL-shutter AvaSpec光谱仪可以控制的。这允许偶尔关闭光源实验或流程中的黑暗。这个模板可以手动执行或通过软件控制。
该系统还包括一个电池样品架和两个400 -微米UVIR光纤电缆。试管样本架适用于荧光和吸收测量,应该结合使用一个标准的10×10毫米试管。在样品架,采用石英试管。将光源和试管,以及光谱仪和试管,两个400 -微米UVIR宽带光纤电缆了。
描述的方法
这个实验在退化,两种解决方案。虫红的解决方案是第一,紧随其后的是漂白剂的解决方案。漂白剂和虫红与去离子水稀释(DI)。虫红溶液的浓度为5.03×10−4M (mol / L),漂白剂的次氯酸钠内容解决方案是0.163米。
这两个解决方案结合时,漂白剂溶液稀释虫红到一个新的浓度在时间为零。新虫红浓度组合解决方案是3.36×10−4m .而次氯酸钠的浓度保持不变,虫红的浓度降低。所有的计算如下所示。
漂白剂溶液NaClO浓度
使用漂白剂NaClO 4.5%,密度为1.08 g / mL。对于这个计算,研究人员认为100克的解决方案。第一步是识别摩尔溶质,而第二个步骤是确定解的升。
漂白剂溶液的稀释比例是1到4。这意味着有三个部分去离子水漂白剂的一部分。因此,在稀释后,NaCLO NaCLO成为0.163的浓度。
混合溶液浓度虫红t = 0
混合物由2毫升的虫红溶液和1毫升的漂白剂的解决方案。
实验运行三次验证化学反应时间测试样本在小型管固定器。染料的降解是完成在大约一分钟,在这段时间里,红色的颜色褪色很明显(图4)。
图4。虫红染料降解。图片来源:旅行车BV
测试数据和结果
这个动力学实验的光谱是定期保存使用AvaSoft特性。五秒钟的延迟后,光谱保存每秒钟90秒。化学反应速率是大约60秒,但添加了30秒的缓冲数据。之前添加任何样本小型管固定器,光明与黑暗的空气被引用。
一旦它已经准备好测试,虫红溶液和漂白剂溶液迅速混合和动摇试管放在小型管固定器。阅读并保存90年开始扫描。这个测试运行三次保证一致的结果。透光率的测试进行了模式(图5、6和7)。
图5。第一个透光率测试虫红退化。图片来源:旅行车BV
图6。第二个透光率测试虫红退化。图片来源:旅行车BV
图7。第三个透光率测试虫红退化。图片来源:旅行车BV
起初,科学家们打算用吸光度测量;然而,吸光度光谱噪声,很难看到。因此,科学家们使用透光率数据,然后将数据转换为吸光度后在实验中进行分析。透光率和吸收成反比关系。
分析
所有三个透光率测试的结果表明,传播绿色的比例不断增加。数据证明,绿色色素包含480 - 560 nm的波长范围。虫红越少,绿灯会传播。
最初的透光率结果转化为吸光度来确定未知浓度。对于这个转换,第三个透光率测试工作。波长为520纳米(图8)是用于计算。这个波长之所以被选中是因为它是中途进入绿色波长范围。
在给定波长定位最大峰值,透光率比例决定。90扫描,科学家们使用了60扫描的真正的开始和结束时间的化学反应计算。添加了额外的30扫描缓冲区的最后一轮和第一夫妇扫描。这些额外的扫描被排除在分析之外。
图8。520纳米波长窗口用于吸收转换。图片来源:旅行车BV
吸光度计算对数函数,公式= 2 - log10 (% T)被用来转换透光率百分比。转换后的60透光率百分比吸光度,t = 0数据点是补充道。
传输不能等于零,因为它是一个对数函数。t = 0透光率百分比,因此,设置为0.001。与这些数据点,动态图形的透光率和吸收520年虫红染料降解的绿色波长(图9和图10)策划解决方案。
图9描述了连续增加绿灯传播,而图10描绘了一个绿灯突然减少吸收。这些验证对数关系。
图9。透光率% vs在520 nm绿色。图片来源:旅行车BV
图10。吸光度与时间在520 nm绿色。图片来源:旅行车BV
吸光度计算后,比尔定律来确定虫红的近似浓度对时间。Beer-Lambert定律是一个=εbC,摩尔吸光系数ε,b是光路的长度,C浓度。
使用的电池是10毫米×10毫米,导致1厘米的路径长度(b)。已知的3.36×104米虫红浓度在t = 0时被用来计算摩尔吸光系数。吸光度被发现使用传输方程0.01的比例= 2 - log10 (% T)。因此,传输的吸光度比例约为5。
解摩尔吸光系数提供了14893美元的价值1厘米1。使用该值ε,然后研究人员解决了浓度(附录A)。近似浓度进行评估后,科学家们绘制数据点与时间让另一个动态图(图11)。
图11。吸光度与浓度520海里的虫红绿色。图片来源:旅行车BV
图12显示了吸收率和浓度之间的关系是线性的。直线的斜率表示摩尔吸光系数(ε),和直线的截距应该是零。
下面的方程绘制的截距2×10-16年,基本上是零。然而,这种线性方程表明,不完美的关系。这是预期自t = 0传输比例近似。
图12。吸光度与浓度520海里的虫红绿色。图片来源:旅行车BV
结论
研究人员可以确定近似虫红在染料浓度降解利用小型管固定器的透过率光谱分光系统。
氧化剂是漂白剂,活性成分是NaClO(次氯酸钠)。NaClO修改虫红的化学结构,把双键(- N = N -)。这种变化呈现无色的解决方案。
通过定期储蓄光谱AvaSoft,科学家们可以在一个特定的运行分析测试波长。选择的波长为520纳米,这是他们可以看到绿灯的传播。绿灯传播,越强越小虫红仍在示例。
研究人员然后透光率比例转换成浓度的吸光度测量之前解决虫红通过使用Beer-Lambert定律。后来使用获得的数据开发的动力学模型。吸收、透射率和浓度与时间都分别测量。
最优化模块还包括在旅行车AvaSoft软件,它可以促进Beer-Lambert浓度实验。
附录A:浓度计算
来源:旅行车BV
这些信息已经采购,审核并改编自的BV提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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