水中甲基紫濃度的定量分析

一、基本知識 ： 甲基紫俗稱龍膽紫:由二甲基苯胺、甲醛、苯酚、食鹽和硫酸銅共熱氧化縮合製得. 甲基紫為有機化合物:可作為染料、酸鹼指示劑、消毒劑,稀釋後可作外用藥品.其結構如右上圖: 甲基紫本身是弱酸或弱鹼,且為色素:色素廢水對水體附近生態造成破壞,進而影響人類生活品質以及健康. 本實驗乃針對工業有機染料廢水作分析探討:所用儀器為UV/VIS.

二、原理： 1.有機溶液用UV/VIS定量分析時,如何選擇測定波長? 選擇溶液中其他物質沒有吸收的波長作為測定波長,最好是最大吸光度波長. 一般不選擇小於230nm的波長作測定波長.因為硝酸鹽或溴化物等無機物對於230nm以下的紫外線有較大的吸光度.故以樣品在230nm 以下的紫外線吸光度作為有機物含量的測量,易受上述無機物吸光度的干擾,其實並不可靠. UV光源：D2燈,及可見光源:鎢燈. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。 丁良才：經題模範卷10

二、原理：（續） 2.紫色為可見光七種色光顏色之ㄧ: 使用可見光分光光度計,在可見光（400-750 nm）範圍進行波長掃描. 可得最大吸光度波長,作為測定波長. 用壓克力玻璃液體樣品槽 即可測定甲基紫濃度. 壓克力玻璃 液體樣品槽

二、原理：（續） 3.遵守比爾定律（Beer’s Law）： 在稀薄溶液（濃度＜20 ppm） 吸光度（Absorbance,簡寫A）與 即 A ＝εb C 可據此計算甲基紫濃度.

二、原理：（續） 4.用最小平方法線性迴歸得檢量線方程式： 即A＝a + b × C A：吸光度 [－] C：甲基紫濃度 [ppm] b：檢量線斜率＝（n∑CiAi－∑Ci∑Ai）/[n∑（Ci2）－(∑Ci）2] a：檢量線截距＝ (∑Ai－b ∑Ci) /n r：檢量線相關係數 r＝（∑CiAi－∑Ci∑Ai）/{[∑（Ci 2）－ (∑Ci）2] [∑（Ai 2）－ (∑Ai）2]}½

二、原理：（續） 5.用檢量線相關係數r值,判斷實驗準確度： 當r值愈趨近於1,表實驗數據與理論直線愈接近. 獲得 a、 b ,及 r 等數值.

三、儀器及藥品： 1.可見光分光光度計 1或2台 2.試管及橡皮塞 各6 3.有刻度移液滴管5mL及安全吸球 各1 1.可見光分光光度計 1或2台 2.試管及橡皮塞 各6 3.有刻度移液滴管5mL及安全吸球 各1 4.100 mL 及 1L量瓶 各1支 5.100 mL 、 250 mL 燒杯及漏斗 各1 6.甲基紫

四、化學試劑之製備： 1.1000 ppm 之甲基紫儲備液 ： 稱取 1.00g 之甲基紫加入1L量瓶中, 加蒸餾水稀釋至1L , 並儲存於磨口有蓋玻璃瓶中. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。

四、化學試劑之製備：（續） 2.20 ppm 之甲基紫標準液 ： 用移液滴管取2mL之儲備液,即1., 加入100mL量瓶中, 即將儲備液稀釋50倍. 用以繪製檢量線. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。

五、實驗步驟： 1.分別取6支試管： 試管a（未知甲基紫溶液濃度測定用） 試管B（Blank,空白試驗,分光光度計歸零用） 試管c（本試管及以下3支試管所測之吸光度, 均用以繪製甲基紫濃度檢量線） 試管d 、試管e,及 試管f 中. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。

五、實驗步驟：（續） 2.各種標準檢測濃度之製備： 於試管B（0ppm）中, 加入10.0mL蒸餾水. 於試管c（5ppm）中, 加入2.5mL甲基紫標準液及7.5mL 蒸餾水. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。

五、實驗步驟：（續） 於試管d（10ppm）中, 加入5.0mL甲基紫標準液及5.0 mL蒸餾水. 於試管e（15ppm）中, 於試管f（20ppm）中, 加入10.0mL甲基紫標準液及0.00 mL蒸餾水. 林子樸：讀經日程， 大光宣叫福音基金會，1999年4-6月。

五、實驗步驟：（續） 3.輪流用手均勻旋轉攪拌每支試管15圈,以均勻混合檢測液. 4.開啟UV/VIS電源,儀器穩定後,參考操作手冊,進行波長掃瞄（400-750 nm）,找出最大吸光度之波長.

五、實驗步驟：（續） 5.以試管B之溶液為空白對照, 測定每支試管的吸光度, 即Aa、 AB＝0.000、Ac 、 Ad 、 Ae 、 Af 之值. ※注意：分析時, 可用測定之試管溶液自己洗自己.

六、結果： □ 1.表1：檢量線數據－ 5 10 15 20 濃度Ci 0.000 (Ai) 吸光度 （Aa） （ppm） 未知濃度 甲基紫 溶液 5 10 15 20 吸光度 (Ai) □ （Aa） 0.000 （AB） （Ac） （Ad） （Ae） （Af）

2.圖1：檢量線圖形 2.0 A 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 濃度C（ppm）

3.利用最小平方法線性迴歸 所得檢量線方程式： 3.利用最小平方法線性迴歸 所得檢量線方程式： ◎A＝a + b × C a＝______________ b＝______________ r＝______________ ◎實際甲基紫濃度＝╴╴╴╴╴ ppm 註：未知液如果曾經稀釋,則實際甲基紫濃度 為未知液檢測濃度(C)乘以稀釋倍數.

六、結果： 1.用UV/VIS掃描400～700 nm之波長範圍, 可得甲基紫最大吸光度之波長約585nm . λ max＝585nm

六、結果： 2.表1：檢量線數據－ 5 10 15 20 濃度Ci (Ai) 吸光度 1.372 （Aa） 0.000 （AB） 0.501 （ppm） 未知 濃度 甲基紫 溶液 5 10 15 20 吸光度 (Ai) 1.372 （Aa） 0.000 （AB） 0.501 （Ac） 1.024 （Ad） 1.460 （Ae） 1.954 （Af）

3.圖1：檢量線圖形 2.0 A 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 濃度C（ppm） 13.95 ppm

4.利用最小平方法線性迴歸 所得檢量線方程式： 4.利用最小平方法線性迴歸 所得檢量線方程式： ◎A＝a + b × C a＝ 0.0144 b＝ 0.09734 r＝ 0.9996 ◎甲基紫未知濃度＝13.95 ppm 設此甲基紫未知液曾經稀釋20倍, 則實際甲基紫濃度為13.95 ×20 ＝279 ppm.

七、討論： ◎並請寫下－ 您的感想及心得. Thank you for attention !