Onderzoek: bepaling van gehalte E133 in sportdrank m.b.v. colorimetrie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

bepaling van gehalte E133

 in sportdrank

m.b.v. ijklijn en colorimetrie

onderzoek

E133 = briljantblauw FCF

Food-Info.net

planning

• do 11/4 - 2e uur: uitleg colorimetrie / spectrofotometer /
                                 absorptiespectrum / extinctie / ijklijn
  
  
• do 11/4 - 4e uur: maken ijkreeks + meten met spectrofotometer

• vr 12/4 - 5e uur: uitwerken resultaten van het practicum

hoe meer water je toevoegt, hoe lichter de kleur

--> verdunningsreeks met oplossingen van de kleurstof
--> met welke buis komt de kleur van de limonade overeen?
--> concentratie van de kleurstof in de limonade berekenen

verdunningsreeks

spectroscopie <--> colorimetrie

• technieken die licht gebruiken om concentraties van een chemische component te meten. 
• spectroscopie: UV / VIS / IR
• colorimetrie: VIS

Waarom zien wij een blauwe trui?

principe

Waarom zien wij een blauwe trui?

--> de blauwe trui weerkaatst blauw licht

--> de blauwe trui absorbeert alle andere kleuren licht
--> vooral oranje licht wordt geabsorbeerd, omdat dat de
       complementaire kleur van blauw is

principe

Absorptiespectra van biologische moleculen

Chlorofyl a en b zit in groene bladeren

Carotenoïden komen voor in gele, oranje & rode wortels

Je wil de concentratie bepalen van de stof met de "blauwe spectrumlijn".
Bij welke golflengte kun je het beste meten?

1. 450 nm
2. 550 nm
3. 600 nm
4. 700 nm

spectrofotometer

• stralingsbron
• te onderzoeken stof  = monster
• detector 
  
  
• absorptie van licht >
    transmissie van licht < 

principe

spectrofotometer

Invallende licht wordt geabsorbeerd:

• door de stof die je wilt meten
• maar kan óók door het oplosmiddel of andere deeltjes die 
    aanwezig zijn

• dus wordt een blanco gebruikt:
   blanco = oplosmiddel en alle andere stoffen,
                      behalve de stof die je onderzoekt/wilt meten

blanco

Je werkt bij Rijkswaterstaat. Er is vermoedelijk een lekkage van een wateroplosbare giftige stof geconstateerd in de Noordzee.
Met behulp van spectroscopie wil je de concentratie van de giftige stof in een zeewatermonster bepalen.
Wat zou je als blanco gebruiken?

meting

• intensiteit van doorgelaten licht door monster: I
• intensiteit van doorgelaten licht door blanco: I0
• transmissie (T) => de verhouding tussen I en I0

• in praktijk meten apparaten niet de transmissie, maar de extinctie 

• extinctie (E) wordt gebruikt omdat deze recht evenredig is met de concentratie van de te meten stof

extinctie (E)

• in praktijk meten apparaten niet de transmissie, maar de extinctie 

• extinctie (E) wordt gebruikt omdat deze recht evenredig is met de concentratie van de te meten stof

• E = - log(T)

• [stof] = 0 mol/L
    --> T = 1 en E = 0
         (want -log(1) = 0)

extinctie (E)

De extinctie E van een oplossing met een intensere kleur is

1. lager dan van een oplossing met een minder intense kleur
2. hoger dan van een oplossing met een minder intense kleur

verdunningsreeks  ijkreeks - ijklijn

• verdunningsreeks = ijkreeks 
  = serie oplossingen met verschillende concentraties van de stof die je wilt bepalen
• van elke oplossing wordt de extinctie gemeten
• met resultaten wordt een ijklijn gemaakt

Welke manier om een ijkreeks te maken is het minst gevoelig voor fouten?

1. links
2. rechts

Bij 1 mL stockoplossing wordt 4 mL water gedaan om te verdunnen voor een ijkreeks.

Wat is de verdunningsfactor?

1. 10 keer
2. 4 keer
3. 5 keer
4. 2 keer

ijkreeks  

verdeelpipet

stockoplossing 

[E133] = 1,0*10^-5 M

ijklijn

• vloeiende lijn trekken door de meetwaarden

• Daarna het onbekende monster meten en aflezen wat de concentratie is.

Het monster in dit onderzoek werd 2x verdund en daarna gemeten.
De extinctie was 0,6.

Wat is de concentratie?

1. 0,1 gram/L
2. 2,6 gram/L
3. 5,2 gram/L
4. 10,4 gram/L

Volgens de Europese norm mag drinkwater maximaal 50 mg nitraat per L bevatten. Aan 25 mL Voorburgs drinkwater wordt 25 mL demi-water toegevoegd. De extinctie van de verkregen oplossing bedraagt 0,45. Bereken het nitraatgehalte (in mg per L) van Voorburgs drinkwater om te controleren of dit aan de Europese norm voldoet. Gebruik de gegeven ijklijn.

Zie het absorptiespectrum.
Bij welke golflengte ga je de concentratiemetingen van "stof X" meten?

1. 400 nm
2. 500 nm
3. 650 nm
4. 800 nm

leerdoelen practicum

Na dit practicum weet / kan ik...:

• uitleggen hoe een spectrofotometer globaal werkt;
• het verschil tussen een monster en blanco uitleggen;
• uitleggen wat een ijklijn is en hoe je die gebruikt;
• zelf de concentratie van een onbekende oplossing berekenen.

belangrijke begrippen

• Monster: te onderzoeken stof
• Blanco: alle stoffen behalve de te onderzoeken stof
•       : intensiteit door het monster
•       : intensiteit door de blanco
• T: transmissie (I/I(o))
• E: extinctie (uitdoving)

I

I​0​​

ONDERZOEKSVRAAG

Wat is het gehalte E133 in g / L in 3 soorten blauwe sportdrank?

practicum:

 bepaling gehalte E133 in sportdrank

1. Maak groepjes van drie personen
2. Bereken in de practicum-handleiding tabel 1:
   de concentraties van de ijkoplossingen
3. Uitleg spectrofotometer

De volgende twee filmpjes zijn handig als je de uitleg nog een keer wil horen.

practicum:
 bepaling gehalte E133 in sportdrank

1. Ga per groepje aan een tafel zitten
2. Op tafel: etui en practicumvoorschrift
3. Instructie practicum
4. Uitvoering: deze les
5. Uitwerking: les vrijdag

ijkreeks  

verdeelpipet

stockoplossing 

[E133] = 1,0*10^-5 M

ijklijn

• vloeiende lijn trekken door de meetwaarden

• Daarna het onbekende monster meten en aflezen wat de concentratie is.