Quellen, Modellentscheidungen und Grenzen
Grundsatz
SpektralLab verwendet keine digitalisierten Originalspektren und reproduziert kein einzelnes reales Versuchsprotokoll. Die Modelle verbinden publizierte fachliche Eckpunkte mit schulisch gut lesbaren Kurven und Zeitverläufen.
Statische Spektren
Die Bandenlagen orientieren sich an publizierten oder in Lehrversuchen verwendeten Bereichen:
- Permanganat: sichtbares Hauptmaximum um 525–526 nm,
- Kupfer(II)-Aquoion: breites schwaches Band nahe 800 nm,
- Tetraamminkupfer(II): sichtbares Band um 620 nm,
- Eisen(III)-thiocyanat: etwa 447 nm,
- Brillantblau FCF: etwa 628–630 nm,
- Fast Green FCF: Banden um etwa 420–425 und 620–622 nm.
Peakbreiten und Extinktionskoeffizienten wurden für die Darstellung parametrisiert.
Bromthymolblau
Fachliche Orientierung:
- Shimada, T.; Hasegawa, T. Determination of equilibrium structures of bromothymol blue revealed by using quantum chemistry with an aid of multivariate analysis of electronic absorption spectra. Spectrochimica Acta Part A 2017, 185, 104–110. DOI:
10.1016/j.saa.2017.05.040. - Ergänzende spektrophotometrische Arbeiten beschreiben Maxima der gelben Form um 430–433 nm und der blauen Form um etwa 615,5 nm.
Modellparameter:
- \(pK_a=7{,}1\),
- gelbe Form: 433 nm,
- blaue Form: 615,5 nm,
- Zwei-Spezies-Modell.
Fast Green FCF
- Koli, P. UV–visible spectroscopic exploratory insight into the long term photo-stability of the Fast Green FCF dye... Results in Materials 2024, 23, 100573. DOI:
10.1016/j.rinma.2024.100573. - Sürme, Y.; Kahve Yıldırım, G. Ultrasound-assisted d-SPE of Fast Green FCF... Eurasian Journal of Science Engineering and Technology 2025, 6(2), 89–94. DOI:
10.55696/ejset.1732523.
Kristallviolett-Kinetik
Fachliche Eckpunkte:
- Reaktion mit Hydroxid zu einem nahezu farblosen Produkt,
- bei großem Hydroxidüberschuss pseudo-erste Ordnung,
- sichtbare Messung häufig im grünen Bereich um 565–590 nm.
Die Modellwerte von \(k_\mathrm{obs}\) wurden für schulisch beobachtbare Zeiträume gewählt.
Brillantblau und Hypochlorit
Fachliche Orientierung:
- Unterrichtsversuche zur photometrischen Verfolgung der Blue-1-/Brillantblau-Entfärbung,
- Messung nahe 630 nm,
- Vergleich von \(A\), \(\ln A\) und \(1/A\),
- Entfärbung ist nicht mit vollständiger Mineralisierung gleichzusetzen.
Beispiele:
- Thermo Fisher Scientific: Kinetics of Blue Dye with Hypochlorite Bleach.
- Makedonas, C. Taking School Instrumentation One Step Forward... Journal of Chemical Education 2023. DOI:
10.1021/acs.jchemed.3c00248. - Gosetti et al. Oxidative degradation of food dye E133 Brilliant Blue FCF. Journal of Chromatography A 2004.
Iod-/Vitamin-C-Uhr
Das Modell orientiert sich am Prinzip:
- Iodbildung,
- Reduktion durch Ascorbinsäure während der Induktionsphase,
- Akkumulation von Iod/Triiodid nach Verbrauch der Ascorbinsäure,
- intensive Iod-Stärke-Färbung.
Die Messwellenlänge von 600 nm und die Schwellenfunktion sind didaktische Entscheidungen.
Allgemeine Modellgrenzen
- keine gerätespezifische Kalibrierung,
- keine Temperatur- und Ionenstärkeabhängigkeit,
- keine vollständigen Reaktionsmechanismen,
- keine echte Pipetten- oder Mischsimulation,
- keine Trübung als regulärer Messparameter,
- keine Garantie einer direkten Übertragbarkeit auf reale Konzentrationen,
- keine Verwendung als analytisches Referenzsystem.
Einsatz realer Daten
Die App kann zur Vorbereitung realer Versuche verwendet werden. Reale Messwerte sollten jedoch mit realen Geräteparametern, Standards und Unsicherheiten ausgewertet werden.