SpektralLab – Virtuelles Photometer

Absorptionsspektrum

Maximum im Scan

–

Absorbanz am Maximum

–

A bei Messwellenlänge

–

Messpunkte

–

Farbe und Absorption: Wähle eine Lösung und starte den Scan.

Geräteschema anzeigen

Photometer bereit.

Eichreihe vorbereiten

Untersuchte Lösung

–

Messwellenlänge in nmSchichtdicke in cm

Wiederholungen je KlickJede Wiederholung erscheint als eigener Rohwert.

Messrealismus und FehlerkulturNormalbetrieb

BetriebsartFehlerhäufigkeit

Auch im Normalbetrieb streuen Messwerte moderat. Lern- und Diagnosemodus ergänzen einzelne systematische Laborprobleme.

Normale Messstreuung ist aktiv; keine zusätzlichen Laborstörungen.

Standardkonzentrationen

Warum keine automatische SchülerInnen-Auswertung?

Die App stellt Messbedingungen und Rohdaten bereit. Eichgerade, Regressionsrechnung, Konzentrationsbestimmung und Interpretation sollen im externen Protokoll oder in einer Tabellenkalkulation erfolgen.

Photometrische Messreihe

ABSORBANCE

A = –

Nullabgleich erforderlich

Versuchskennung

–

nicht abgeglichen

Unbekannte Probe: –

Schematisches Photometer

Photometer bereit.

1

Blindprobe und NullabgleichDie Messung der Standards wird erst danach freigegeben.

2

Standards messenEinzelne Konzentrationen dürfen wiederholt oder in anderer Reihenfolge gemessen werden.

5 Standards

3

Unbekannte ProbeDie Konzentration bleibt im SchülerInnenmodus verborgen.

Probe	c / mol·L⁻¹	λ / nm	d / cm	Messung	Absorbanz A	Laborhinweis
Noch keine Messwerte vorhanden.

Externes Protokoll: Übertrage die Eichwerte manuell oder exportiere die Rohdaten. Der CSV-Export enthält keine Regressionsgleichung und keine berechnete Konzentration der unbekannten Probe.

pH-abhängiges Absorptionsspektrum

pH-Wert

7,0

Maximum im Scan

–

A bei 433 nm

–

A bei 616 nm

–

HIn ⇌ H⁺ + In⁻

saure Form

–

basische Form

–

Gleichgewicht: Wähle einen pH-Wert und nimm ein Spektrum auf.

Kinetikversuch vorbereiten

Kristallviolett + Hydroxid

CV⁺ + OH⁻ → farbloses Produkt

Messung bei 590 nm

Pseudo-erste Ordnung bei OH⁻-Überschuss

Anfangskonzentration Kristallviolett in mol/LDer Standardwert ergibt zu Beginn eine Absorbanz von ungefähr 0,66.

Hydroxidkonzentration in mol/LMessdauer in s

Messintervall in sSchichtdicke in cm

Messreihen vergleichen

Noch keine Kinetikmessung aufgenommen.

Auswertung außerhalb der App

Exportiere die Rohdaten und prüfe extern die Auftragungen A gegen t, ln(A) gegen t und 1/A gegen t. Die App zeigt im SchülerInnenmodus weder die passende Linearisierung noch die Geschwindigkeitskonstante.

Absorbanz-Zeit-Messung

Messzeit

–

aktuelle Absorbanz

–

Messpunkte

–

[OH⁻]

0,010 mol/L

A(t) nimmt mit der Konzentration des farbigen CV⁺ ab

Die Lösung entfärbt sich während der Reaktion.

Kinetik: Wähle die Anfangsbedingungen und starte eine Zeitreihe.

Messdatentabelle anzeigen – 0 Messwerte

t / s	A(590 nm)
Noch keine Messwerte vorhanden.

Farbstoffbleiche vorbereiten

Brillantblau FCF + Hypochlorit

Farbstoff + OCl⁻ → farblose Produkte

Messung bei 630 nm

Pseudo-erste Ordnung bei Hypochloritüberschuss

Anfangskonzentration Brillantblau in mol/LDer Standardwert ergibt zu Beginn eine Absorbanz von ungefähr 0,60.

Hypochloritkonzentration in mol/LMessdauer in s

Messintervall in sSchichtdicke in cm

Messreihen vergleichen

Noch keine Bleichreaktion aufgenommen.

Auswertung außerhalb der App

Exportiere die Rohdaten und prüfe extern A gegen t, ln(A) gegen t und 1/A gegen t. Vergleiche anschließend mehrere Hypochloritkonzentrationen. Die App nennt im SchülerInnenmodus weder die passende Linearisierung noch k_obs.

Entfärbung von Brillantblau

Messzeit

–

aktuelle Absorbanz

–

Messpunkte

–

[OCl⁻]

0,00100 mol/L

A(t) nimmt ab, wenn der Chromophor oxidativ zerstört wird

Die blaue Lösung wird während der Reaktion zunehmend farblos.

Kinetik II: Wähle die Anfangsbedingungen und starte die Bleichreaktion.

Messdatentabelle anzeigen – 0 Messwerte

t / s	A(630 nm)
Noch keine Messwerte vorhanden.

Uhrreaktion vorbereiten

Iod-/Vitamin-C-Uhr

H₂O₂ + I⁻ → Iod; Vitamin C verbraucht Iod zunächst sofort

nach Verbrauch der Ascorbinsäure: Iod-Stärke-Färbung

Messung bei 600 nm

Wasserstoffperoxid in mol/LIodidkonzentration in mol/L

Vitamin-C-Konzentration in mol/LMessdauer in s

Messintervall in s

Messreihen vergleichen

Noch keine Uhrreaktion aufgenommen.

Auswertung außerhalb der App

Bestimme die Induktions- beziehungsweise Umschlagszeit mit einem einheitlichen Absorbanz-Schwellenwert. Für Vergleichsreihen kann 1/t als vereinfachtes Maß der mittleren Iodbildungsrate verwendet werden. Variiere jeweils nur eine Anfangskonzentration.

Absorbanz-Zeit-Verlauf der Uhrreaktion

Messzeit

–

aktuelle Absorbanz

–

Messpunkte

–

Umschlagszeit

–

Induktionsphase → Vitamin C verbraucht → rascher Anstieg der Iod-Stärke-Absorbanz

Die Lösung bleibt zunächst nahezu farblos.

Auswerteschwelle: A = 0,200. Die erste Überschreitung definiert die simulierte Umschlagszeit.

Kinetik III: Wähle die Anfangsbedingungen und starte die Uhrreaktion.

Messdatentabelle anzeigen – 0 Messwerte

t / s	A(600 nm)
Noch keine Messwerte vorhanden.

Aufgabe

keine Aufgabe aktiv

Ausgangslage

–

Ziel

–

Arbeitsauftrag

Externes Protokoll erforderlich

Trage Messbedingungen und Messwerte von Hand ein oder übernimm die exportierten Rohdaten. Die App erstellt weder ein fertiges Diagramm noch eine Interpretation.

Protokoll-Checkliste

Die Häkchen dokumentieren nur den Arbeitsfortschritt; Inhalte werden außerhalb der App verfasst.